Redigerer Newtons bevegelseslover

[[Bilde:Newtons laws in latin.jpg|thumb|right|200px|Newtons første og andre lov på [[latin]], fra originalutgaven av ''Philosophiæ naturalis principia mathematica''.]]
'''Newtons bevegelseslover''' omfatter tre grunnleggende prinsipper i [[fysikk]]en som danner basis for den [[klassisk mekanikk|klassiske mekanikken]]. De tre lovene er:
# Et legeme forblir i ro eller fortsetter i en rettlinjet bevegelse med konstant fart hvis ingen kraft virker på legemet eller hvis summen av kreftene som virker på det er lik null.
# Akselerasjonen til et legeme er direkte proporsjonal med resultantkraften som virker på legemet, og omvendt proporsjonal med legemets masse.
# Om to legemer påvirker hverandre, er kraften som virker fra det første legemet på den andre like stor og motsatt rettet til kraften som virker fra det andre legemet mot den første.

I utgangspunktet er de tre lovene gyldig et [[referansesystem]] som Newton tenkte seg ligger i ro i forhold til [[fiksstjerne]]ne og som blir omtalt som hans '''absolutte rom'''. Men ifølge hans første lov vil lovene også være gyldige i andre referansesystem som beveger seg med konstante [[hastighet]]er i forhold til dette. Slike referansesystem kalles derfor [[treghetssystem]], og den første loven er også kjent som '''treghetsloven'''. I alle treghetssystem gjelder samme tid som er Newtons '''universelle tid'''.<ref name="mcgraw"/>

Formuleringen av de tre lovene ble først gjort av [[Isaac Newton]] i hans bokverk ''[[Philosophiæ naturalis principia mathematica]]'' fra [[1687]]. De tre lovene gjelder ikke når man nærmer seg [[lysets hastighet]], eller når man studerer [[atom]]er eller [[subatomære partikler]].

==Første lov==
Newtons første lov kalles også ''treghetsloven'', og sier at et legeme vil forbli i ro eller i en rettlinjet bevegelse med konstant fart inntil en ytre [[kraft]] påvirker det.  Newtons formulering av loven var:
{{sitat|Alle legemer bevarer sin tilstand av ro eller jevn bevegelse i en rett linje, dersom det ikke blitt tvunget til å endre denne tilstand av krefter som blir påført.|''Principia, Axiomata, sive Legus Motus''<ref name="principia"/>|center}}

Om en tenker seg at man sparker en ball bortover en vei, vil ballen gradvis miste fart og til slutt stoppe helt. Dette er fordi [[friksjon]] mot veien og [[luftmotstand]] er krefter som virker motsatt av ballens retning. Om ballen skal fortsette framover med konstant fart, må den befinne seg i et [[perfekt  vakuum]] og ikke være under påvirkning av jordkloden eller noen andre legemer. 

[[Bilde:Net force.svg|thumb|right|300px|Summen av kreftene som virker på legemet gir en resultantkraft.]] 
Summen av alle kreftene '''F''' som virker på et legeme  er
:<math>  \mathbf{F} = \mathbf{F}_1 + \mathbf{F}_2 \cdots + \mathbf{F}_n  </math>

og kalles ofte for ''resultanten''.

Bemerk at alle kreftene uttrykkes som [[Vektor (matematikk)|vektorer]], de har både en størrelse og en retning. Når resultantkraften  er lik null, er legemet i ro eller i bevegelse med en konstant [[fart]]  '''v'''. Det beveger seg da langs en rett linje. 

Som et referansepunkt for denne loven tenker man seg et såkalt [[treghetssystem]], et system som ikke påvirkes av noen ytre krefter. I et slikt system vil Newtons bevegelseslover gjelde.

==Andre lov==
[[Bilde:Atwoods machine functionally.svg|thumb|right|200px|Atwoods maskin, en innretning som brukes for å illustrere Newtons lover.]]
Newtons andre lov sier at [[akselerasjon]]en til et legeme er direkte proporsjonal med resultantkraften som virker på legemet, og omvendt proporsjonal med legemets [[masse]]. Newtons formulering av loven var:
{{sitat|Endringen av bevegelsen er alltid proporsjonal med den motiverende kraft som blir påført, og blir gjort i den rettlinjede retning i hvilken denne kraft blir påført.|''Principia, Axiomata, sive Legus Motus''<ref name="principia"/>|center}}

Dersom massen ''m'' til et legeme er konstant, kan man matematisk uttrykke den andre loven på følgende måte:
:<math>\mathbf{F} = m\mathbf{a} </math>
hvor '''F''' er resultantkraften og [[akselerasjon]]en '''a''' = d'''v'''/dt uttrykker forandringen av hastigheten '''v'''. 

Newtons andre lov kan også formuleres som at resultantkraften er lik endringen i et legemes [[Impuls (fysikk)|impuls]]. Matematisk uttrykkes dette slik:
:<math> \mathbf{F} = {d \mathbf{p} \over dt} </math>
hvor '''p''' = ''m'''''v''' er impulsen. Denne formuleringen er mer generell og kan også brukes for relativistisk bevegelse.

Dersom man har et system med variabel masse, kan loven uttrykkes som:
:<math>\mathbf{F} = {d(m\mathbf{v})\over dt} = m{d\mathbf{v}\over dt} + {dm \over dt}\mathbf{v}  = m \mathbf{a} +{dm \over dt} \mathbf{v} </math>

Det siste leddet her er avgjørende for fremdriften av [[rakett]]er.

==Tredje lov==
[[Fil:Newtons cradle animation book.gif|thumb|250px|Newtons vugge på et eksemplar av hans ''Philosophiae naturalis principia mathematica''.]]
Newtons tredje lov sier at når det virker en kraft ''på'' et legeme, virker det en like stor og motsatt rettet kraft ''fra'' legemet. En alternativ formulering av loven er at et legeme som påvirker et annet legeme med en kraft, vil bli påvirket med en like stor og motsatt rettet kraft. Newtons formulering av loven var:
{{sitat|Enhver virkning har alltid og tilsvarende en motvirkning, eller den gjensidige påvirkning av to legemer på hverandre er alltid lik, og motsatt rettet.|''Principia, Axiomata, sive Legus Motus''<ref name="principia"/>|center}}

Matematisk kan vi uttrykke dette slik:
:<math>\mathbf{F}_{ab} = - \mathbf{F}_{ba}</math>

Mens Newtons første og andre lov beskriver hvordan krefter virker på ett legeme, forteller den tredje loven om hvordan krefter virker mellom to legemer. En populær fremstilling av loven er at: 
:''kraft = motkraft''

Dette kan illustreres med den såkalte [[Newtons vugge]], hvor en rekke identiske kuler er hengt opp slik at hver enkelt kule berører nabokulene. Om en av kulene i enden løftes opp og slippes, vil dens [[bevegelsesenergi]] overføres som en [[impuls]] gjennom de andre kulene og ut til kula i den andre enden. Alle kulene mellom ytterkulene blir stående i ro, det virker like store og motsatt rettede krefter på hver enkelt kule.

==Gyldighetsområde==
Lovene gir gode tilnærminger når man studerer [[makroskopisk]]e objekter og moderate hastigheter, de gjelder ikke når man nærmer seg [[lysets hastighet]] eller når man studerer [[atom]]er eller [[subatomære partikler]]. I slike tilfeller brukes for eksempel [[relativitetsteorien]] og [[kvantemekanikk]]en.

==Referanser==
<references>
<ref name="mcgraw">McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology, 10th Edition, Volume 11, oppslagsord: "Newton’s laws of motion", ISBN 0-07-144143-3 (set)</ref>
<ref name="principia">''Principia, Axiomata, sive Legus Motus'', s.15f. Latinsk tekst [http://books.google.com/books?id=WqaGuP1HqE0C&printsec=titlepage#PPA15,M1] Wikipedias oversettelse</ref>
</references>
{{Autoritetsdata}}

[[Kategori:Klassisk mekanikk]]
[[Kategori:Vitenskapelig observasjon]]
[[Kategori:Fysikkens historie]]
[[Kategori:Fysiske lover]]