Hvorfor kan du ikke antage, at Newtons anden lov holder op med at arbejde, når messen bliver stor?

Du har ret til at stille spørgsmålstegn ved denne antagelse! Newtons anden lov, F =MA, er bemærkelsesværdigt robust og har holdt utroligt godt over en lang række skalaer. Her er grunden til, at vi ikke bare antager, at det går i stykker for store masser:

* Eksperimentelt bevis: Vi har testet Newtons love i utallige eksperimenter, fra det verdslige (droppet en bold) til den ekstraordinære (observation af planeter). Der er ingen beviser for, at det mislykkes for store masser.

* Tyngdekraften: Newtons lov om universel gravitation beskriver tiltrækningskraft mellem to objekter med masse. Denne styrke forsvinder eller ændrer ikke sin adfærd for store masser.

* relativitet og store masser: Mens Einsteins teori om generel relativitet beskriver tyngdekraften mere nøjagtigt end Newtons teori med meget høje masser eller hastigheder, ugyldiggør den ikke Newtons lov. Generel relativitet er en mere komplet og nøjagtig beskrivelse, men i hverdagssituationer er Newtons lov perfekt tilstrækkelig.

* Ingen teoretisk grund: Der er ingen grundlæggende teoretisk grund til, at Newtons anden lov skal mislykkes for store masser. Loven er baseret på princippet om inerti, der gælder ligeledes for alle objekter uanset deres størrelse.

Vigtige overvejelser:

* relativistiske effekter: Ved utroligt høje hastigheder eller masser (nær lysets hastighed eller i nærheden af ​​sorte huller) bliver relativistiske effekter betydelige. Disse effekter er ikke fanget af Newtons lov, men de ugyldiggør ikke loven for hverdagsscenarier.

* kvantetyngdekraft: Ved ekstremt små skalaer, hvor tyngdekraften interagerer med kvanteverdenen, bryder vores nuværende forståelse ned. Vi har brug for en teori om kvantetyngdekraft for at forklare dette regime, men det påvirker ikke Newtons anden lov for makroskopiske genstande.

Konklusion:

Mens Newtons love har begrænsninger i ekstreme forhold, er der ingen grund til at antage, at de simpelthen holder op med at arbejde for store masser. Det er vigtigt at huske, at videnskabelige teorier konstant raffineres og testes, og Newtons love har stået tidens prøve i århundreder.