Werkende krachten

Newton rules

Newton (een collega en groot liefhebber van paardrijden) krijgt ten onrechte vaak de schuld van blessures, ongelukken en slechte prestaties in de paardensport.
Ter verdediging wordt wel gezegd dat als hij het niet gedaan had een ander het wel gedaan had. (klinkt beetje als een drugsdealer)
Anderen zeggen dat hij alleen de krachten levert en niet verantwoordelijk is wat daarmee gebeurt. (klinkt een beetje als een wapenhandelaar)
Wat ? Het uitvinden van de zwaartekracht.
Maar de enige echte verdediging is dat hij de zwaartekracht helemaal niet uitgevonden heeft maar slechts ontdekt.

Newton beschreef voor het eerst hoe hard de klap is als je van een paard valt, dat heeft te maken met:
1: de hoogte (variabel)
2: de versnelling van de zwaartekracht (constant 9,81 m/s²)
en is geheel onafhankelijk van de massa van de ruiter!

Ook hier weer zien we dat energie de uitkomst biedt uit de problemen (hoera voor joule)

De energie die is verbonden met de hoogte kennen we:
E = mgh (massa x versnelling van de zwaartekracht x hoogte)
massa x versnelling van de zwaartekracht = gewicht dus een kracht (wat het doet)
h is een afstand (in meter)
g is een bijzonder vorm van a (versnelling)
als je iets doet over een bepaalde afstand dan heet de energie die dat kost/oplevert arbeid.
Arbeid = Fm (Newton x meter = newtonmeter = joule)

We weten dat er energie is opgeslagen in de plaats (hoogte) van een voorwerp (zie zinloze krachten)
Nieuw is dat die energie kan worden omgezet in een andere vorm namelijk beweging, en zo hebben we plaats en beweging aan elkaar gekoppeld, en aan nog veel meer, aan alles.
Je zou de klap waarmee iets of iemand neerkomt kunnen omzetten in het verwarmen van water, helaas gebeurt dat maar in beperkte mate.
Krachten worden doorgaans herkend aan drie eigenschappen, ze kunnen een voorwerp versnellen (vertragen) van richting laten veranderen en vervormen (permanent of tijdelijk).

De vervormbaarheid van een bot is beperkt zodat vervormingen al snel leiden tot een breuk (een permanente vervorming).

Hoe wordt die hoogte energie omgezet in arbeid?
als de hoogte afneem neemt de snelheid toe
en wel op de volgende manier:
E = 0,5mv²
m is de massa en v is de snelheid (die moet in het kwadraat)
0,5 is een constante (die afkomstig is uit het integreren van een kwadratische functie)

mgh + 0,5mv² = een constante hoeveelheid energie.
als de linker term lichter wordt (doordat de h kleiner wordt zal de rechterterm zwaarder worden, want = betekent in dit geval 'moet waar zijn / blijven')

Die m is aan beide kanten gelijk en kan je dus op 1 stellen (of helemaal weglaten) de verhouding verandert daardoor niet.
Hieruit blijkt dat het inderdaad niet uitmaakt hoe zwaar het voorwerp is dat valt, alles valt even hard!
Als er geen luchtwrijving zou zijn tenminste.

beweging en grafieken zijn heel vaak met elkaar verbonden, geen wonder dat hij gedwongen was de calculus uit te vinden. Gelukkig beperken wij ons tot eenvoudige grafieken die eenvoudig te analyseren zijn.