Brug af Newtons første lov om bevægelse

En lille quiz om forståelsen af Newtons først lov. Lavet af Sal Khan.

Fysik på Khan Academy: I fysik lærer vi om de grundlæggende principper, der hersker i den fysiske verden omkring os. Vi start med at se på bevægelse. Dernæst vil vi lære om kræfter, impuls, energi og andre begreber i mange fysiske situationer. For at få det fulde udbytte ud af fysik, skal du huske også at lære algebra og grundlæggende trigonometri.
Khan Academy har en mission om at give gratis, verdensklasse undervisning til hvem som helst, hvor som helst. Vi tilbyder quizzer, opgaver, videoer og artikler inden for områder som matematik, kunst, computerprogrammering, økonomi, fysik, kemi, biologi, medicin, finans, historie, og meget mere. Vi giver lærere værktøjer og data som de kan bruge til at hjælpe deres elever med at udvikle deres færdigheder, vaner og tankegang, så de fremover kan have succes både i skolen og senere i livet. Khan Academy er oversat til mange sprog og over 15 millioner mennesker verden over lærer via Khan Academy hver måned. Khan Academy er et 501(c)(3) nonprofit selskab.

Giv en donation eller Bliv frivillig i dag!

https://www.khanacademy.org/donate
https://www.khanacademy.org/contribute

Nu da vi kender Newtons første lov,

så lad så teste os selv.

Jeg vel gerne have, at du finder ud af,

hvilke af disse udsagn der er sande.

Det første udsagn er,
"Hvis nettokraften på et legeme er nul,

så vil dets hastighed ikke ændre sig."

Interessant.

Udsagn nummer 2,
"En nettokraft på et legeme

vil altid påvirke objektets fart."

Ligeledes et interessant udsagn.

Udsagn nummer 3,
"Grunden til at objekter i bevægelse,

i vores hverdag, altid kommer til hvile

er fordi de påvirkes af
nettokræfter."

Udsagn 4,
"En nettokraft,

der virker på et objekt,
vil altid ændre objektets retning."

Tænk over det.

Lad os gennemgå disse udsagn et af gangen.

Det første udsagn herover,

"Hvis nettokraften på et legeme er nul,
så vil dets hastighed ikke ændre sig.

Dette er ubetinget sandt.

Det er faktisk en anden måde
at formulere Newtons første lov på.

Jeg har et objekt af en slags,

der bevæger sig gennem
rummet med en hastighed.

Det har altså en fart og en retning.

Det er måske i det ydre rum,
så lad os blot antage,

at der ingen gravitationnelle
interaktioner er.

Der vil altid være en minimal interaktion,

men vi antager, at der ingen
gravitationnelle interaktioner er.

Slet ingen partikler der rammer det,
altså vakuum.

Denne genstand vil bevæge sig for evigt.

Dets hastighed vil ikke ændre sig.

Hverken dets fart eller
dets retning vil ændre sig.

Dette udsagn er ubetinget sandt.

Udsagn nummer 2,

"En nettokraft på et legeme
vil altid påvirke objektets fart."

Nøgleordet her er "fart".

Hvis jeg havde skrevet
"påvirke objektets hastighed",

så ville det have været et sandt udsagn.

En nettokraft på et legeme
vil altid påvirke objektets hastighed.

Det er sandt.

Men vi skrev "fart" i stedet.

Fart er størrelsen af hastighed.
Den tager ikke hensyn til retningen.

Lad os se, hvorfor dette andet
udsagn er falsk.

Du kan overveje et par forskellige ting.

Vi vil uddybe i videoer om

centripetalkraft og
centripetal acceleration

en kraft imod centrum, hvis dette
ikke helt giver mening lige nu.

Forestil dig, at vi kigger på
en skøjtehal fra oven.

Her har du en skøjteløber.

Det her er skøjteløberens hoved.

Det bevæger i denne retning.

Forstil dig, at han griber fat i et reb,
der er bundet til en pæl i isen

lige her over.

Vi ser det ovenfra, og det her er rebet.

Hvad vil der ske?

Skøjteløberen vil bevæge sig,
men hans retning vil ændre sig.

Så længe han holder fast i rebet,
så vil han bevæge sig i en cirkel.

Når han giver slip på rebet,
så vil han fortsætte i den retning

han bevægede sig i, da han gav slip.

Han vil fortsætte i den retning.

Hvis vi antager, der er meget
meget meget lidt friktion fra isen

så vil han fortsætte med samme fart.

Kraften ind mod centrum,

det træk der var fra rebet på skøjteløberen
vil kun ændre skøjteløberens retning.

Derfor vil en nettokraft ikke
nødvendigvis påvirke objektets fart.

Det gør den often.

I denne situation påvirkede den
kun skøjteløberens retning.

En lignende situation, som igen omhandler
centripetal acceleration

og indadrettet kræfter
er en satellit i kredsløb,

eller hvad som helst i kredsløb.

Hvis det her er en planet

og dette er en af plantens måner.

Grunden til at den forbliver i kredsløb
er, at den gravitationelle kraft trækker

i objektet og hele tiden får det til
at ændre retning, men ikke fart.

Dette er dens fart.

Hvis planeten ikke var der, så ville den
blot fortsætte i denne retning for evigt

men planeten er lige her over.

Der er en tiltrækkende gravitationskraft.

Vi skal snakke mere om
gravitation en anden gang.

Men denne tiltrækkende gravitationskraft

den vil accelerere objektet indad,
mens det bevæger sig

Med tiden kan vi tegne objektets
hastighedsvektorer samt

ændringen af dem.
Der måske ser således ud.

Den bevæger sig i den helt rigtige fart,
så gravitationskraften hele tiden

er vinkelret på dens bane.

Det er den rigtige fart, så den ikke
fortsætter ud i det ydre rum

eller styrtdykker og rammer Jorden.

Vi vil uddybe dette i en anden video.

Men det korte svar er,
en nettokraft på et legeme

vil altid påvirke objektets hastighed.

Det kan være dets fart, dets retning
eller begge dele,

men ikke nødvendigvis begge dele.

Det kan blot være farten eller retningen.

Dette er derfor et falsk udsagn.

Det 3. udsagn,

"Grunden til at objekter i bevægelse,
i vores hverdag, altid kommer til hvile

er fordi de påvirkes af
en nettokraft."

Dette er fuldstændigt sandt.

Her er et eksempel.

Hvis jeg tager et objekt.
Hvis jeg tager min bog

og jeg skubber den hen over skrivebordet,

så er grunden til, at den stopper, at vi
har en netto friktionskraft:

Bogens overflade der gnides mod
skrivebordets overflade.

Hvis jeg er i en pool og der absolut
ingen strøm er i poolen,

og jeg forsøger at skubbe et objekt
gennem vandet, så vil det stoppe

på et tidspunkt på grund af
modstanden i vandet.

Der virker som en netto kraft
modsat bevægelsesretningen.

Det er derfor den stopper.

I vores hverdag er grunden til, vi ikke
ser disse ting fortsætte og fortsætte

er at vi har disse friktionskræfter:
luftmodstand eller friktion fra overfladen.

Det sidste udsagn er,

"En nettokraft, der virker på
et objekt vil altid ændre objektets retning."

Denne her er måske den der er nemmest
blot at fornemme.

Vi er ofte i denne situation.

Jeg har en klods herover og den bevæger
sig med en hastighed i den retning,

5 meter per sekund.

Jeg påvirker den med en
nettokraft i den samme retning.

Det her er min kraft.

Hvis jeg påvirker den i den samme retning,
så accelererer den i den samme retning.

Jeg vil ikke nødvendigvis ændre retningen.

Hvis jeg påvirkede den mod retningen,
og dermed bremse den, så ville

jeg ikke nødvendigvis ændre dens retning.

Jeg kunne ændre dens retning,
men ikke nødvendigvis.

Så dette er ikke sandt.

"En nettokraft, der virker på
et objekt vil ikke ALTID

ændre objektets retning.".

Den kan, under disse omstændigheder,
men ikke nødvendigvis.

Det er "altid" er gør dette meget
meget meget forkert.