Newtons tredje lag

Vi tänker oss att du lutar dig mot en bil med handen, så länge bilen är tillräckligt hård och tung kommer du och bilen att stå stilla och din hand kommer vara på samma plats, detta beror på att bilen trycker tillbaka med samma kraft som din hand och motverkar kraften från handen (motkrafter från varandra). Lagen som gäller vid dessa fenomen kallas Newtons tredje lag.

På detta sätt motverkar krafterna varandra

Härledning

Newtons tredje lag gäller vid alla fenomen och situationer då det verkar krafter på föremål. T.ex. om du puttar en låda framåt så svarar lådan med samma kraft fast åt andra hållet. Denna kraft kan du känna av om lådan väger tillräckligt mycket, eftersom lådan nu blir tungt att föra framåt.


Ett annat exempel är när rymdraketer ska lyfta från marken. När raketen står stilla så verkar motsatta krafter, marken svarar med samma kraft som raken påverkar med. När raketen sedan lyfter så måste raketmotorerna skjuta gas bakåt. Denna gas skjuter rymdraketen uppåt, raketen accelererar och på så vis lyfter den från marken. Denna kraft som skjuts bakåt måste vara större än raktens.

Såhär verkar krafterna på raketen vid de olika tillstånden


Ytterligare ett exempel är en kanon som avfyrar en kanonkula. Kanonen åker nämligen bakåt när den har fyrat av kulan. Detta beror på att när kulan skuts iväg med en kraft, svarar den med samma kraft mot kanonen. Men eftersom kanonen har betydligt högre massa än kanonkulan så kommer inte kanonen att åka bakåt så mycket, men kulan kommer få en väldig fart framåt.

Samma sak gäller när soldater ska skjuta med sina gevär. De måste hålla axeln för baksidan av geväret för att inte geväret ska flyga iväg när de skjuter.

Newtons tredje lag:
När ett föremål påverkas av en kraft från ett annat före- mål, svarar alltid föremålet med lika stor kraft fast motriktad.






Exempel 1

Problem:
En kanon skjuter iväg en kanonkula. Kanonen flyger tillbaka av avfyrandet och får en acceleration på 1,5 m/s2. Kanonen har massan 300 kg och kulan har massan 10 kg. Beräkna accelerationen på kulan.

Bild av problemet


Lösning:
Newtons tredje lag säger att om ett föremål påverkas av en kraft från ett annat föremål, svarar alltid föremålet med samma kraft fast motriktad. Kraften på kulan och kraften på kanonen måste därför vara lika stora. Vi kan därför skriva följande samband:


Anledningen till att kulan får så stor acceleration jämfört med kanonen trots att de påverkas av samma kraft är att kanonen har mycket större massa än kulan och då har kraften mindre påverkan på kanonen eftersom den är svårare att rubba.


Svar: Accelerationen för kanonkulan blir 45 m/s2.





Exempel 2

Problem:
En lastbil A med massan 2 ton drar en vagn med massan 1 ton. Vagnen får en aceleration på 2 m/s2. Vi bortser från allt luftmotstånd mot vagnens rörelse. Hur stor kraft verkar på vagnen vid kopplingen K? Hur stor kraft verkar på lastbilen vid K?

Bild av problemet

Känt är:


Lösning:
Eftersom vagnen inte har någon egen motor så måste all kraft som får den att röra sig framåt komma från kopplingen som i sin tur kommer från lastbilen. Och där ifrån får den även sin acceleration.

Med hjälp av Newtons andra lag går det därför att beräkna kraften på vagnen genom fölljande uträkning:
F = ma = 1000 · 2 = 2000 N = 2 kN


Svar: Newtons tredje lag säger oss att när ett föremål påverkas av en kraft så svarar alltid föremålet med samma kraft fast motriktad. Därför blir kraften på lastbilen vid K lika stor, alltså 2 kN.

Tillbaks till toppen