Alle ting i bevægelse følger tre simple love, som den geniale videnskabsmand sir Isaac Newton nedskrev for cirka 350 år siden.
Med Newtons love kan man helt præcist regne ud, hvordan et objekt bevæger sig, hvis bare man kender de kræfter, som objektet bliver påvirket af.
Bevægelseslovene er fundamentet, når fx tramp i pedalerne får cyklen til at køre fremad, og når en rumraket sendes til Månen.
Hvad er bevægelse?
I alle faser af en rummission vil rumraketten bevæge sig ifølge Newtons tre love.
Første lov: Hvis en lov ikke påvirkes af en kraft, vil den være i hvile eller gøre en jævn retlinet bevægelse
Når en raket står stille på Jorden før afsendelse, foregår der en indre tovtrækningskonkurrence. Tyngdekraften forsøger at trække raketten nedad, mens underlaget skubber tilbage med en lige så stor, modsatrettet kraft.
Denne kraft kaldes for normalkraften. De to kræfter ophæver hinanden – summen af dem er nul – og derfor forbliver raketten i ro.
Anden lov: Kraft er lig med masse gange acceleration
Raketmotorerne tændes, og raketten begynder at løfte sig mod himlen. Den accelererer, fordi den kraft motorerne yder, er større end tyngdekraften.
Accelerationen - hvor hurtigt hastigheden stiger - kan udregnes præcist med Newtons anden lov:
Acceleration = kraft / masse
Tredje lov: Aktion er lig reaktion
Langt ude i rummet, hvor tyngdekraften fra Jorden er minimal, kan raketmotoren stoppes, og raketten vil fortsætte fremad med konstant hastighed, som den første lov foreskriver. Hvis der er brug for det, kan motoren tændes igen.
Tredje lov fortæller, at når motoren skyder udstødningsgasser bagud, vil raketten bevæge sig i den modsatte retning af gasserne med en ligeså stor kraft - altså fremad.
Bevægelse kæmper mod andre kræfter
Newtons første lov siger, at en genstand vil fortsætte med at bevæge sig, hvis ikke den forstyrres af en kraft. Men den kraft, der før eller siden vil gøre en ende på al bevægelse, hedder friktion.
Vi kender også den ødelæggende kraft under navne som gnidnings- og luftmodstand. Den bremser både biler, projektiler og opstillingen kaldet "Newtons vugge".
Opstillingen Newtons vugge. Foto: Shutterstock
Der er fire ting, der sætter en stopper for bevægelsen i Newtons vugge.
1. Luftmodstand
Når en kugle sættes i svingninger, bliver den bremset af luftmodstanden. Den får kuglen til at svinge tilbage.
2. Indre friktion
Når to kugler støder sammen, omdanner den indre friktion en del af bevægelsesenergien til varme.
3. Gnidningsmodstand
Når kuglerne gynger, gnider trådene en smule mod stativet. Det er med til at bremse kuglerne og stoppe svingningernes gentagelse.
4. Kraften overføres
Midterkuglerne bevæger sig ikke, fordi de afgiver bevægelsen til den næste kugle. Kun den sidste kugle i rækken har plads til at accelerere.