Viel het je ooit op dat het moeilijker is om je fiets op gang te krijgen
dan met een constante snelheid te rijden?
Of vroeg je je ooit af wat je fiets doet vooruitgaan?
Of waarom hij vooruit gaat in plaats van naar achteren of zijwaarts?
Misschien niet, en je bent niet de enige.
Pas in de 17e eeuw
beschreef Isaac Newton de fundamentele wetten van de beweging
en begrepen we het antwoord op deze drie vragen.
Newton ontdekte dat dingen de neiging hebben om te blijven doen
wat ze al doen. Dus als je fiets gestopt is,
blijft hij staan, en wanneer hij beweegt,
blijft hij bewegen.
Objecten in beweging willen in beweging blijven
en objecten in rust willen in rust blijven.
Dat is de eerste wet van Newton.
Natuurkundigen noemen het de wet van de traagheid. Dat is een mooie manier om te zeggen
dat bewegende objecten niet spontaan versnellen, vertragen of van richting veranderen.
Het is de traagheid die je moet overwinnen.
Nu je dat weet:
waarmee kan je ze overwinnen?
De tweede wet van Newton geeft het antwoord.
In wiskundige termen zegt de tweede wet van Newton
dat kracht het product is van massa en versnelling.
Om iets te versnellen,
is een kracht nodig.
Hoe meer kracht je aanwendt,
des te sneller je versnelt. En hoe meer massa je fiets heeft,
en hoe meer massa jijzelf ook hebt,
des te meer kracht moet je gebruiken om te versnellen tot dezelfde snelheid.
Daarom kan je een fiets van 10.000 kilo bijna niet op gang te krijgen.
Door de neerwaartse kracht van je benen op de pedalen
kun je Newtons wet van de traagheid overwinnen.
Hoe harder je duwt, hoe groter de kracht
en hoe sneller je versnelt.
Nu de laatste vraag:
wanneer je je fiets aantrapt,
waarom gaat hij dan vooruit?
Volgens de derde wet van Newton gaat elke actie
gepaard met een gelijke en tegenovergestelde reactie.
Wat gebeurt er wanneer je een veerkrachtige bal laat vallen?
Zodra hij de vloer raakt,
veroorzaakt hij een neerwaartse kracht op de vloer.
Dit is de actie.
De vloer reageert door met dezelfde kracht tegen de bal te duwen,
maar dan in de tegenovergestelde zin - naar boven -
waardoor hij terug omhoog stuitert.
Samen vormen de vloer en de bal het actie-reactiepaar.
Als het gaat om je fiets
is het een beetje ingewikkelder. Als je wielen
met de klok mee draaien, dan duwen de delen die de grond raken
achterwaarts tegen de grond: de actie.
De grond duwt met dezelfde kracht naar voren
tegen elk van je banden: de reactie.
Aangezien je twee fietsbanden hebt, vormt elk een actie-reactiepaar
met de grond. En aangezien de aarde heel, heel groot is
in vergelijking met je fiets, beweegt ze nauwelijks
door de achterwaartse kracht van je fietsbanden.
Maar jij gaat vooruit.