Newtons 2. lov

Newtons 2. lov er den anden af Newtons tre grundlæggende love inden for klassisk mekanik.

Newtons 2. lov beskriver hvordan et legeme, der bliver påvirket af en kraft F, får en acceleration a, som er proportionel med F. Accelerationens proportionalfaktor er lig legemets masse.

Dette giver os følgende formel som beskriver sammenhængen:

F = a \cdot m

Her er F altså lig kraften, a er lig accelerationen og m er lig legemets masse.

Man kan også se sammenhængen fra den modsatte side, at kraften, der virker på et legeme, er lig legemets acceleration gange dets masse.

Når man regner med Newtons anden lov i fysik, vil der oftest være en retning på kraften og acceleration, da disse jo altid har en retning, og for at kunne samle alle kræfterne skal man medtage hvilke retninger de har. Derfor lader man F og a være vektorer:

\vec{F} = = \vec{a} \cdot m

Af Newtons anden lov får vi også den matematiske definition af kraft og dens enhed. Kraft måles i enheden Newton, som kommer direkte fra enhederne af acceleration og masse. Newton er lig:

N = \frac{\text{Kg} \cdot \text{m}}{\text{s}^2}

Enheden for masse er Kg og enheden for acceleration er m/s2, så når man ganger dem sammen får man Newton.

Eksempel

Lad os se på den kraft en motor i en bil udfører. Vi ignorerer alle andre kræfter end motorens. Vi har en bil der, fra at stå stille, tager 10 sekunder om at opnå en fart på 100 km/t. Vi omregner fra kilometer i timen til meter i sekundet:

\frac{100 \cdot 1000\text{ m}}{60\cdot 60\text{ s}} = 27,78 \frac{\text{m}}{\text{s}}

Får at få acceleration skal vi så dividere med tiden, der går fra hastigheden 0 (bilen står stille) til hastigheden 27,78 m/s.

\frac{27,78 \frac{\text{m}}{\text{s}}}{10 \text{s}} = 2,78 \frac{\text{m}}{\text{s}^2}

Nu har vi den gennemsnitlige acceleration, og vi kan beregne motorens kraft ved at gange med bilens masse, som er 700 kg.

F = 2,78 \frac{\text{m}}{\text{s}^2} \cdot 700 \text{ Kg } = 1944,44\text{ N}

Motoren yder altså en kraft på bilen på 1944,44 Newton.