Fagstoff

Newtons 1. lov (Treghetsloven)

Publisert: 05.10.2010, Oppdatert: 28.07.2014

Kreftene på et objekt i ro.Kreftene på et objekt i ro.
Opphavsmann: Narom

Kreftene på et objekt i ro.
$\sum \vec{F} = \vec{G} + \vec{N} = 0$
NAROM

Hvilke krefter virker på et objekt i ro?

Når vi holder en stein i hånda kjenner vi at vi må bruke en kraft, $\vec{N}$, som er rettet oppover. Denne kraften er like stor som tyngdekraften, $\vec{G}$ til steinen som virker nedover. Dermed er vektorsummen av kreftene på steinen null. Dette skriver vi:

$$\sum \vec{F} = \vec{G} + \vec{N} = 0$$

 

Hvilke krefter virker på et objekt som beveger seg med konstant fart?

Vi drar en slede med konstant fart. Tyngdekraften virker på sleden. Fra bakken vil det virke en kraft oppover som er like stor som tyngdekraften. Hvis vi drar slede over et isbelagt vann er friksjonen liten. Vi trenge bare en liten kraft på sleden til å opprettholde farten. Kraften øker med friksjonen. Den kraften vi bruker på sleden vil dermed kompensere for friksjon. Summen av kreftene vil da være null.

Illustrasjon av kreftene på en slede som er i ro eller konstant fartKreftene på en slede som er i ro eller konstant fart
Opphavsmann: Narom
 

Vi kan nå formulere Newtons 1. lov:

Når summen av kreftene som virker på et objekt er null, vil objektet være i ro eller bevege seg med konstant fart langs en rett linje.

Med vektorer skrives dette:

$$\sum\vec{F} = 0 \quad \Leftrightarrow \quad \vec{v} = \mathrm{konstant}$$

 

Vår erfaring er at vi må bruke ganske mye kraft for å opprettholde konstant fart. Vi må tråkke i pedalene på sykkelen for å holde konstant fart i flatt terreng, selv om det er vindstille. En bil forbruker drivstoff også når den kjører med konstant fart. Årsaken
er friksjon og luftmotstand. I verdensrommet finnes det praktisk talt ikke luftmotstand fordi partikkeltettheten er så lav. Det betyr at et romfartøy beholder fartskomponenten det engang har oppnådd. Blir det ikke påvirket av noen krefter vil det fortsette rettlinjet med konstant fart.

Newtons 1. lov kalles også treghetsloven fordi objekter motsetter seg endring av bevegelse. Dette opplever vi f.eks. når vi kjører bil og bilen bråbremser. Bilbeltet hindrer oss i å fortsette med samme fart framover. Når vi svinger til venstre blir vi presset mot høyre fordi kroppen vil fortsette rett fram. Når vi flyr og lukker øyne er det ikke vanskelig å forestille seg at man fortsatt er på bakken. Vi merker ikke farten så lenge den ikke endrer seg. Kaster vi en ball rett opp i luften, når vi sitter i en bil vil den lande igjen i hendene våre – uansett om bilen står stille eller beveger seg rettlinjet med konstant fart. Ballen og bilen har den samme farten.

At farten vi roterer med er forskjellig om vi er på en av polene, hvor vi er i ro i forhold til jorda, eller ved ekvator hvor vi beveger oss med nesten 1700 km/h, kjenner vi ikke, fordi atmosfæren rundt oss har den samme farten som vi. Man utnytter denne ekstra farten, når man skyter opp raketter fra steder nær ekvator. Man velger en oppskytning i østlig retning. På denne måten trenger man mindre brensel til f.eks. å plassere en satellitt i bane.