Rust (fysiek)

Dit artikel legt uit wat rust is in de natuurkunde. Je vindt daarom de definitie van rust in de natuurkunde, wat de verschillende soorten rust zijn in de natuurkunde en voorbeelden van fysieke systemen in rust. Je zult dan de relatie kunnen zien tussen de rusttoestand en andere fysieke concepten.

Wat blijft er over in de natuurkunde?

In de natuurkunde is rust een toestand van materie waarin het lichaam niet beweegt, dat wil zeggen: rust is de afwezigheid van beweging .

Een lichaam in rust betekent dus dat het in de loop van de tijd niet van positie verandert, maar op dezelfde plek blijft.

Een boom verkeert bijvoorbeeld voortdurend in rust. Omdat de bomen aan de grond vastzitten, zijn ze altijd in rust omdat ze niet kunnen bewegen.

In werkelijkheid verkeert een boom niet in absolute rust, omdat de aarde, ook al is hij aan de grond bevestigd, in beweging is. In de natuurkunde beschouwen we het echter in rust om het kinematische gedrag van lichamen te bestuderen. Hieronder zullen we kijken naar het verschil tussen de twee soorten rust.

Soorten rust in de natuurkunde

In de natuurkunde zijn er twee soorten rust :

• Permanente rust : het lichaam is in rust, ongeacht het gebruikte referentiesysteem. De snelheid van het lichaam is dus nul.
• Relatieve rust : het lichaam is in rust volgens het referentiesysteem. Dus als het lichaam dezelfde snelheid heeft als het referentiesysteem, zullen we het lichaam in rust zien.

Als we bijvoorbeeld een auto zien die de stoeprand verlaat, zal de auto voor ons allemaal in beweging komen. Terwijl als we een auto met een bepaalde snelheid zien rijden ten opzichte van een auto die dezelfde snelheid heeft, we zullen denken dat de andere auto stilstaat omdat hij voor ons niet beweegt. Dit type rust is relatieve rust.

Rust en de eerste wet van Newton

Vervolgens zullen we zien wat de relatie is tussen rust en de eerste wet van Newton, aangezien het twee nauw verwante concepten in de natuurkunde zijn.

De eerste wet van Newton , ook wel de wet van de traagheid genoemd, zegt dat een lichaam in rust of met constante snelheid blijft als er geen externe kracht op inwerkt. Met andere woorden: er moet een kracht op een lichaam worden uitgeoefend om de bewegings- of rusttoestand te veranderen.

Kortom, volgens de eerste wet van Newton zal een lichaam dat al in rust is, voor onbepaalde tijd in rust blijven als er geen kracht op wordt uitgeoefend.

Rust en wrijving

Wrijving of wrijving is de wrijving die optreedt tussen de oppervlakken van twee lichamen. Daarom is wrijvingskracht (of wrijvingskracht) in de natuurkunde de kracht die ontstaat als gevolg van wrijving tussen de oppervlakken van twee lichamen en die optreedt wanneer de een over de ander glijdt.

De kracht die moet worden uitgeoefend voordat een lichaam in beweging komt, dat wil zeggen dat een lichaam van een rusttoestand naar een bewegingstoestand overgaat, is dus de kracht van statische wrijving, waarvan de formule als volgt is:

Goud:

• 

  is de wrijvingskracht of statische wrijving, uitgedrukt in Newton.

• 

  is de statische wrijvingscoëfficiënt, die geen eenheid heeft.

• 

  is de normaalkracht, uitgedrukt in Newton.

Als er dus een kracht groter dan de waarde van de statische wrijvingskracht wordt uitgeoefend op een lichaam in rust, zal dit lichaam kunnen bewegen.

Het is je vast wel eens overkomen dat wanneer je al begonnen bent met het verplaatsen van een voorwerp dat op de grond stilstaat, het plotseling versnelt en veel sneller beweegt. Dit komt omdat de dynamische wrijvingskracht kleiner is dan de statische wrijvingskracht, dat wil zeggen dat de wrijvingskracht afneemt wanneer het object al in beweging is.

Rust en balans

Ten slotte zullen we zien wat het verschil is tussen rust en stabiele toestand in de natuurkunde, aangezien het twee concepten zijn die vaak met elkaar verward worden.

Steady state is een toestand waarin een systeem zich bevindt als alle variabelen die het gedrag bepalen constant blijven. Met andere woorden: een fysiek systeem bevindt zich in een stabiele toestand als al zijn variabelen niet van waarde veranderen.

Daarom is het verschil tussen rust en stabiele toestand dat een fysiek systeem in rust is als zijn snelheid nul is, terwijl een fysiek systeem zich in stabiele toestand bevindt als zijn snelheid constant is.

Een systeem dat in rust is, bevindt zich dus ook in een stationaire toestand, aangezien de snelheid ervan een constante waarde gelijk aan nul heeft. Een fysiek systeem kan zich echter in een stabiele toestand bevinden met een snelheid die niet gelijk is aan nul, maar met een constante snelheid, en in dit geval bevindt het systeem zich niet in rust.