Newtons första lag

En av de största fysikerna genom tiderna är Isaac Newton (det är därför han syns på introsidan för fysik). Han lade grunden för i stort sett hela den klassiska mekaniken, som handlar om hur rörelser och krafter hänger ihop. Bland annat formulerade han tre grundläggande lagar. I den här artikeln är det Newtons första lag som står i centrum. Den kallas också för tröghetslagen och lyder som följer:

En kropp förblir i vila eller likformig rörelse om, och bara om, summan (resultanten) av alla krafter som verkar på kroppen är noll.

Tolkning och exempel

Kärnan i Newtons första lag är att föremål inte kan ändra sin hastighet (dvs. accelerera) av sig själva. Det behövs alltid en kraft för att sätta ett föremål i rörelse, få det att röra sig snabbare/långsammare, eller få det att röra sig i en annan riktning. Verkar det ingen resulterande kraft på ett föremål kommer det antingen förbli i vila, eller fortsätta röra sig i samma riktning och med samma fart.

Första gången man hör talas om Newtons första lag kan den kännas svår att greppa. Till vardags är vi ju vana vid att det behövs en kraft för att hålla något i rörelse. Tänk bara hur det är att cykla. Även om du cyklar med konstant hastighet måste du ju trampa för att hålla farten uppe. Men det beror på att det verkar krafter mot rörelsen i just det fallet; luftmotståndet och friktionen mellan däcket och asfalten måste tas ut av kraften som uppstår när du trampar för att farten inte ska minska.

Samma sak gäller när du kastar en boll. Om det hade skett i totalt vakuum (och all materia i rymden hade varit borta), skulle bollen ha fortsatt röra sig med samma hastighet längs en rät linje i all oändlighet, eftersom inga krafter hade verkat på den. Men när du kastar den här på jorden, leder luftmotstånd och gravitation till att en resulterande kraft uppkommer, som får bollen att minska sin fart och slutligen byta riktning och falla ner på marken.

Tröghet

Den inneboende förmåga ett föremål har att motstå en rörelseändring kallar man för tröghet. Det är den som gör att det krävs en kraft för att ändra rörelsen hos ett föremål. Som vi ska se i nästa artikel, som handlar om Newtons andra lag, har föremål med större massa större tröghet, vilket innebär att de är svårare att sätta i rörelse eller ändra rörelsen på. Notera dock att tröghet inte är en kraft utan bara en egenskap hos materia.

Om du någonsin suttit i en bil som bromsat tvärt, ökat farten eller svängt fort har du känt av din egen tröghet. När bilen ökar sin fart känns det som om du trycks mot sätet. Din massa försöker bibehålla sin tidigare, lägre hastighet, men tillåts inte av sätet utan knuffas i stället till samma fart som bilen. När bilen håller konstant hastighet efter en stund känner du inte av något alls; din massa har nått samma hastighet som bilen.

Vad händer om bilen gör en kraftig sväng? Fundera lite själv.

Exempel 1Lösning

Efter att ha kört med konstant hastighet under raksträcka gör en bil en kraftig vänstersväng. Vad händer med passagerarna?

Tills bilens väggar eller bältena stoppar dem, kommer passagerarnas kroppar enligt Newtons första lag att fortsätta med samma hastighet (vilket inkluderar samma riktning) som innan svängen. Och det kommer de uppleva genom att det i svängen känns som om de kastas mot bilens högra sida. Men det är alltså inte någon kraft som får passagerarna att att röra sig mot bilens högersida, utan bara deras egen massas tröghet.

Däremot är det definitivt fråga om en kraft som verkar på passagerarna när deras rörelse åt höger stoppas av att de slår emot den högra bildörren och på så vis får samma riktning som bilen.

Ett annat exempel på tröghet i vardagen är när man är och handlar, och har en fullastad kundvagn med matvaror framför sig. Om kundvagnen står still märker man att det krävs en del kraft för att sätta den i rörelse, och när den väl är i rörelse kan man behöva ta i rejält för att få stopp på den eller få den att svänga. Allt detta är precis i enighet med Newtons första lag; för att förändra en rörelse krävs en kraft.


Artikeln skriven av Jimi Brander och Oskar Henriksson. Lämna feedback / ställ en fråga.
Publicerad 6 april 2009. Senast uppdaterad 10 november 2017.

Kommentarer är stängda