De tweede wet van Newton
De tweede wet van Newton koppelt kracht, massa en versnelling. Elke verandering van snelheid heeft een resulterende kracht als oorzaak.
Een voorwerp verandert van snelheid als er een resulterende kracht op werkt. De resulterende kracht is de som van alle krachten, met richting meegerekend. De versnelling heeft dezelfde richting als die resulterende kracht.
De tweede wet van Newton luidt: F_res = m · a. Hierin is F_res de resulterende kracht in newton, m de massa in kilogram en a de versnelling in m s⁻². Zo kun je één van de drie grootheden berekenen als de andere twee bekend zijn.
Bij dezelfde kracht geldt: hoe groter de massa, hoe kleiner de versnelling. Een zwaar voorwerp is dus moeilijker te versnellen dan een licht voorwerp.
Als een voorwerp met constante snelheid rechtdoor beweegt, is de resulterende kracht nul. De krachten heffen elkaar dan precies op. Een constante snelheid betekent dus geen versnelling.
De eenheid van kracht is de newton. Er geldt N = kg m s⁻². Let daarom bij elke berekening op de eenheden van massa en versnelling.
Onthoud
Een resulterende kracht veroorzaakt een versnelling in dezelfde richting.
Met F_res = m · a bereken je kracht, massa of versnelling.
Bij dezelfde kracht geeft een grotere massa een kleinere versnelling.
Bij een constante snelheid is de resulterende kracht nul.
De eenheid van kracht is N, en N = kg m s⁻².
Voorbeeld uit een echt examen
ex1
Gevraagd is de eenheid van de viscositeit η in SI-grondeenheden, afgeleid uit formule (1).
- 1
Formule (1) schrijf je om naar η = F_w / (6π · r · v).
Veelgemaakte fouten
Je telt krachten op zonder op de richting te letten, terwijl de resulterende kracht een vector is. Teken eerst de krachten met pijlen en tel ze in één richting op.
Een constante snelheid wordt verward met een versnelling. Bij een constante snelheid is de resulterende kracht nul, dus a is ook nul.
Massa en gewicht worden door elkaar gehaald. Gebruik voor m · a de massa in kilogram en niet de zwaartekracht in newton.
Snel checken
Een auto van 1000 kg versnelt met 2 m s⁻². Hoe groot is de resulterende kracht op de auto?
Een fietser rijdt met constante snelheid over een rechte, vlakke weg. Wat geldt voor de resulterende kracht op de fietser?