Krafter som samverkar och orsakar rörelse

Hittills har vi endast pratat om krafter en och en, eller i par enligt Newtons tredje lag. Ni vet nu att varje kraft har en motkraft. Om du trycker dig mot en vägg trycker väggen tillbaka.

Men krafter kan också samverka, eller motverka varandra. Du har redan läst om friktion, som alltid motverkar en rörelse. Vad händer då om många krafter samtidigt verkar på en och samma kropp?

Alternativ 1: krafterna motverkar varandra

Två personer ska flytta en låda. Men de kommunicerar inte och trycker båda på sin sida av lådan. De trycker med samma kraft, 20 N. Vad händer med lådan?

Som du ser på pilarnas riktning så är krafterna riktade mot varandra. Eftersom de är lika stora kan man beräkna nettokraften som 20 N - 20 N. Summan är alltså 0 N. Ingen kraft verkar alls, så lådan rör sig inte. Detta känns ganska intuitivt, visst?

Men om en person trycker på med en större kraft?

Fortfarande motverkar krafterna varandra, men nu trycker en på hårdare. Nettokraften kan då beräknas som 30 N - 10 N = 20 N. Eftersom vi har en kraft riktad mot höger som "vinner" så kommer resultatet att bli en rörelse. Eftersom den vinnande personens kraft är riktad mot höger kommer lådan också att röra sig mot höger.

Alternativ 2: krafterna samverkar

Nu har personerna som försöker flytta lådan insett sitt misstag och börjar samarbeta. Personen till höger fäster ett bälte vid sin midja och tänker försöka dra i lådan.

Nu är båda krafterna riktade åt samma håll, alltså jobbar båda personerna för samma sak. Nettokraften kan då beräknas som 20 N + 30 N = 50 N. Båda krafterna verkar mot höger, och lådan kommer att röra sig mot höger.

Krafter orsakar alltså en rörelse

Nu när vi har kommit så här långt, att krafter kan orsaka en rörelse, kan vi introducera Newtons mest berömda lag. Newtons andra lag.

Newtons andra lag säger att OM det finns en nettokraft, så orsakar den en acceleration. Beroende på hur stor massan är som kraften verkar på blir accelerationen olika stor. Detta är också ganska logiskt: om du trycker på med samma kraft mot en låsa full med bomull och en låda full med sten så kommer bomullslådan att accelerera mer. 

Men här kommer haken: krafter orsakar accelerationer, inte hastigheter. Ett föremål som rör sig med konstant hastighet, alltså där hastigheten inte ändras, har ingen acceleration. Därför verkar det heller ingen nettokraft på en sådan kropp.

Tänk dig ett tåg som rör sig med konstant hastighet, det varken accelererar eller retarderar:

Här behöver du påminna dig om vad du läst om friktion. Ett föremål i rörelse har alltid en friktion som motverkar rörelsen. För att tåget ska kunna hålla en konstant hastighet måste alltså motorn (drivkraften F) övervinna friktionen. Men tåget accelererar inte, så nettokraften måste vara 0. I bilden på tåget ser du två kraftpilar, riktade åt olika håll. Om de är lika långa = lika stora krafter verkar i båda riktningarna, så betyder det ANTINGEN att tåget rör sig likformigt (det accelererar inte) ELLER att tåget står stilla. Bara baserat på denna bild kan du inte säga hur det är, det är antingen eller.