Forces and Newton’s Laws
http://www.bellsnwhistles.com/aspi/1asp054.gif
http://totalsportscomplex.com/TSPerformance/photogallery/Thumbnails/CarPush.jpg
http://images.google.com/url?q=http://static.howstuffworks.com/gif/space-shuttle-launch3a.jpg&usg=__7-jPQE4_ugNvFApQnsjRoDEDlP0=
History
Aristotle: Natural state of
bodies is at rest
http://www.philosophyprofessor.com/images/philosophers/aristotle.jpg
Galileo: Natural state of bodies is
              at rest or in motion at
              constant velocity
http://www.pbs.org/wgbh/nova/galileo/images/scie_galileo2.jpg
Newton:  Extended Galileo’s
               ideas; summarized in
               three Laws of Motion
http://www.math.fu-berlin.de/rd/ag/isaac/newton/newtn1_s.jpg
Example of a force:
friction
We know it’s a force because it
affects the motion of objects
baseball_slide
*Forces affect the motion of objects
Newton’s First Law: An object will remain
at rest or in motion at constantvelocity unless acted upon by a netforce
1000 N
1000 N
Fnet  =  0 N
1000 N
700 N
Fnet  =  300 N to
      the right
300 N
(an unbalanced force)
                                                       
Bowling_ball.gif - (3K)
Both balls have inertia: the tendency of
an object to resist a changein its motion
Soccer_ball
Inertia depends on mass; more mass,
more inertia
Newton’s First Law is also called theLaw of Inertia
Examples:
-When you are riding down the road in a car and you
  come to a sudden stop, you lurch forward in the car
  (your inertia keeps you moving forward)
-When you start after being stopped , you lurch
  backward in the car, but not really
-Really, you stay at rest (because of your inertia), and
 the car moves forward underneath you, until an
 unbalanced force (the seat) exerts a force on you
Newton’s Second Law:
-A net force will cause
  a mass to accelerate
-If force increases for the
  same mass, acceleration
  increases
-If mass increases for the
  same force, acceleration
  decreases
You%20saw%20it%20here%20--%20Berserko%20Bob%20Doerrer%20flag%20starts%20two%20jet%20cars
Golfer_5.gif - (14K)
PF_1090968~A-dump-truck-carrying-gravel-kicks-up-a-cloud-of-dust-Posters
F  =  m a
F
m
a
Unit of force: the “newton”, N
N
kg
m/s2
Can be summarized in an equation:
Also called the Law of Acceleration
Example: A force of 25.0 N acts on an
object of 2.0 kg. Calculate theacceleration.
a  =
F
m
=
25.0 N
2.0 kg
=
12.5 m/s2
Newton’s Third Law: Every action force is
accompanied by a reaction force equalin size and opposite in direction
-Also called the Law of Action-Reaction
Examples:
firing_cannon.gif - (9K)
-the recoil of a cannon after firing
Action force: cannon on ball
Reaction force: ball on cannon
-Rockets
space-shuttle-launch3a
-Walking, jumping
Action force: you on Earth
Reaction force: Earth on you
Action force: rocket on gas
Reaction force: gas on rocket
4948822
4949529
uss-alabama-battleship-memorial-park-mobile-al013
speedboat
Which object has more inertia?
battleship
Which object has more momentum?
speedboat
An object must be in motion
 to have momentum
Another force:
Gravity
It affects the motion ofobjects, so it’s a force
Acceleration of gravity:
   - 9.8 m/s2
23400087
(in a vacuum)
All objects exhibit gravity; most are
too small to notice
Need planet-size objects for gravity to
become apparent
Cause objects to
   have weight
earthx
Mass vs. Weight
Mass: the quantity of matter in an
object; measured in kg
Weight: the force caused by the gravitational pullon an object; measured in newtons (notice thatforce is also measured in newtons)
Mass never changes; weight can change,depending on location
cystal_quartz_1kilogram_piece
crystal quartz -- 1 kg piece
Falling Objects in an Atmosphere
Objects dropped initially accelerateat 9.8 m/s2 downward, due togravity
Fg
As they fall, they begin to
encounter air resistance,which increases with speed
Fg
Fa
Fg
Fa
Eventually the air resistance forcewill match the gravity force
What is the net force?
Fa
Fg
Fnet  =  0
so acceleration = 0
so velocity change = 0
Object falls with a
constant velocity
( Fa  =  Fg )
This velocity is called Terminal velocity
Comparing Free Fall
The elephant and the feather
               -Which will land first?
f=ma.gif
Terminal velocity:
The greatest speed
at which an object can fall in
an atmosphere
skydiver-1
20way_wrec
Skydiver