Mikä muuttaa kappaleen liikettä?

Isaac Newton pohti 1600-luvulla....

Sir Isaac Newton 

1642 –  1727

vuonna 1687 

  • loi perustan klassiselle mekaniikalle
  • kehitti differentiaali- ja integraalilaskennan
  • Keplerin aloittaman tieteellisen vallankumouksen kohokohta.

(kts. Leibniz)

Mikä muuttaa kappaleen liikettä?

Vuorovaikutus!

Vuorovaikutus on kahden tai useamman kappaleen välinen vaikutussuhde, jossa kumpikin osapuoli vaikuttaa toiseen

\overline{F}_{mk}
F‾mk\overline{F}_{mk}
\overline{F}_{km}
F‾km\overline{F}_{km}

Sir Isaac Newton

1642 - 1727

Voima

Vuorovaikutuksen voimakkuutta kuvaava suure on voima.

Voiman tunnus on F ja yksikkö newton.

[F]=1 \text{ N} \text{ (newton)}
[F]=1 N (newton)[F]=1 \text{ N} \text{ (newton)}

Voima on vektorisuure eli sillä on suuruus ja suunta.

Vuorovaikutus

kosketusvuorovaikutus

etävuorovaikutus

\overline{F}
F‾\overline{F}

Esimerkki

Laatikkoa vedetään pitkin liukasta pintaa oikealle 10 N voimalla. Laatikon paino on 20 N.

Piirrä ja nimeä laatikkoon vaikuttavat voimat.

Ratkaisu

\overline{F}
F‾\overline{F}
\overline{G}
G‾\overline{G}
\overline{N}
N‾\overline{N}
\overline{F}
F‾\overline{F}
\overline{G}
G‾\overline{G}
\overline{N}
N‾\overline{N}

vetävä voima

paino

pinnan tukivoima

Pomppiva pallo ja voimat

Esimerkki

Piirrä ja nimeä palloon vaikuttavat voimat, kun

a) pallo on paikoillaan pöydällä

b) pallo lentää ilmassa           vinosti ylöspäin

\overline{G}
G‾\overline{G}
\overline{N}
N‾\overline{N}
\overline{G}
G‾\overline{G}
\overline{G}
G‾\overline{G}
\overline{N}
N‾\overline{N}

paino

pinnan tukivoima

Ratkaisu

\overline{F}_i
F‾i\overline{F}_i
\overline{F}_i
F‾i\overline{F}_i

ilmanvastus

\overline{F}_1
F‾1\overline{F}_1
\overline{F}_2
F‾2\overline{F}_2

Kaksi voima-anturia

Newtonin 3. laki

Kahden kappaleen vuorovaikutuksesta syntyvät voima ja vastavoima ovat yhtä suuria, mutta vastakkaissuuntaisia.

Voima ja vastavoima vaikuttavat aina eri kappaleisiin.

F_{mk}=-F_{km}
Fmk=−FkmF_{mk}=-F_{km}
\overline{F}_{km}
F‾km\overline{F}_{km}
\overline{F}_{mk}
F‾mk\overline{F}_{mk}

Esimerkki

Mitä tapahtuu? Miksi?

\overline{F}_1
F‾1\overline{F}_1
\overline{F}_2
F‾2\overline{F}_2
\overline{F}_1
F‾1\overline{F}_1

Ratkaisu

voima, jolla auto työntää kyniä.

\overline{F}_2
F‾2\overline{F}_2

voima, jolla kynät työntävät autoa.

Newtonin 3. laki

Voiman ja vastavoiman laki

\overline{F}_2
F‾2\overline{F}_2
\overline{F}_1=-
F‾1=−\overline{F}_1=-

Maapallo ja Kuu

F_1
F1F_1
F_2
F2F_2

voima, jolla Kuu vetää Maapalloa

voima, jolla Maapallo vetää Kuuta

Avaruusalus

F_1
F1F_1
F_2
F2F_2

voima, jolla palokaasut työntävät rakettia

voima, jolla raketti työntää palokaasuja