by Jan H. Fondse | 19/03/2018 18:19
Ongeveer 250 jaar voor het begin van onze jaartelling waren het de Grieken, met name Archimedes, die verscheidene met elkaar in verband staande mechanische feiten en theorieën hadden voortgebracht. Er bestond echter geen totaalbeeld van de mechanica als zodanig. Het lange tijd weinig precieze en volgens tegenwoordige inzichten gedeeltelijk verkeerde gebruik van het begrip ‘kracht’ is grotendeels terug te voeren op de visie van Aristoteles op beweging. Deze visie heeft tot ver in de Renaissance doorgewerkt; hierin is de grondslag van iedere beweging een werkende oorzaak. Een daardoor veroorzaakte beweging eindigt vanzelf als deze niet meer werkt. Het idee van een opgelegde kracht, de ‘impetus’, die door een ‘eerste beweger’ aan een lichaam wordt meegegeven. Deze bevindt zich in het lichaam en slaapt met de tijd in, wat versterkt wordt door weerstand, zoals van lucht. In deze theorie eindigt een beweging vanzelf wanneer het lichaam “geen kracht meer heeft”.
Het zou tot ca 1600 duren voordat Galileo Galileï het centrale begrip ‘kracht’ invoerde en zo de basis legde voor de bewegingswetten van Newton. De prangende vraag op welke wijze een in de lucht geworpen voorwerp in beweging wordt gehouden.
Newton: ‘Voor elke actie, is er altijd een tegengestelde en gelijke reactie; met andere woorden, de actie die twee lichamen op elkaar uitoefenen zijn altijd gelijk en hebben een altijd tegengestelde richting: wat er drukt of trekt aan iets anders, wordt evenveel gedrukt en getrokken door dat andere. Als iemand een steen indrukt met zijn vinger, wordt zijn vinger ook ingedrukt door de steen. Als een paard een steen aan een touw voorttrekt, zal het paard (om het zo te zeggen) ook evenveel worden terugtrokken door de steen. Het touw, helemaal uitgestrekt, zal het paard naar de steen sturen en de steen naar het paard sturen, … [Het touw] zal de voorwaartse beweging verhinderen van de één, evenveel als het de voorwaartse beweging van de ander zal bevorderen.’
Pas toen dit inzicht duidelijk was, we schrijven in middels 1687, lag er een stevig theoretische basis voor de klassieke mechanica en werden de bewegingswetten geformuleerd. De eerste beginselen nam Newton over van Galileï, maar hij werkte deze verder uit tot de naar hem genoemde bewegingswetten. Het belangrijkste is wel de constatering dat de oorzaak van beweging een kracht is. Macro gezien: de zwaartekracht. Hoe langer een kracht wordt uitgeoefend hoe groter het effect is.
Elke biljarter weet dat hoe verder je met een keu naar achteren reikt, hoe langer je dus kracht aanwendt, hoe groter de stootkracht wordt. Met dezelfde stootkracht kun je een kleine bal flinke snelheid geven, maar een grote bal minder snelheid. Het gewicht van de bal en de bewegingssnelheid zijn met elkaar verbonden in de impuls. Deze impuls kan doorgegeven worden aan de volgende bal want er is behoud van impuls. Uiteindelijk zal een bal stoppen door de wrijving met het biljartlaken.
De wetten van Newton zijn kortgeleden wiskundig afgeleid met de snaartheorie vanuit inzichten in de kwantummechanica. Dit zou kunnen betekenen, dat de wetten van Newton geen elementaire wetten zijn, maar een effect van dieper gelegen oorzaken. We hebben nog een spannende reis voor de boeg.
Tegenwoordig wordt het natuurkundig begrip impuls in zo veel andere domeinen gebruikt dat het oorspronkelijk begrip weggezakt is. In de spreektaal wordt het bijvoeglijk naamwoord ‘impulsief’ veel (te pas en te onpas) gebruikt. Een impulsieve beslissing was bijvoorbeeld om aan paasbuffet in het Landhuis Noordes aan te schuiven. Dat pakte verrassend goed uit.
Maar alleen biljarters weten echt wat een impuls is en kunnen dus begrijpen wat met een ‘kwaliteitsimpuls’ bedoeld wordt: een Carambole waar je wat aan overhoudt.
Voor wie deze laatste zin gehaald heeft: bravissimo !
Jan Fondse
Source URL: https://www.dieverindialoog.nl/over-impulsen/
Copyright ©2024 Diever in Dialoog unless otherwise noted.