Uitvinders: Newton

Sir Isaac Newton behoort tot de grote uitvinders uit onze geschiedenis en tot de geleerden die tot de verbeelding spreken. In hun tijd waren ze al wereldberoemd, en sommigen zijn dat nu nog steeds. Isaac Newton werd 84 jaar oud en is beroemd om zijn differentiaal- en integraalrekening, de Newton Rhapson methode, de spiegelkijker, de wetten van Newton, en nog veel meer.

Wie is Sir Isaac Newton

Sir Isaac Newton werd in Woolsthorpe, Engeland, geboren en leefde van 1643 tot 1727. Hij werd dus 84 jaar oud. Een roemrijk en veelzijdig leven. Hij was zowel natuurkundige, wiskundige, filosoof, sterrenkundige en alchemist. Hij heeft ook veel tijd en moeite besteed aan de chronologie van de oude geschiedenis en aan Bijbelexegese. Ook de hervorming van het Engelse muntwezen is voornamelijk zijn werk geweest.

De student Newton

Als student had Isaac Newton al grote belangstelling voor de meetkunde van Descartes en de optica. Hij legde vele grondslagen voor de wiskunde,optica, dynamica en gravitatie.

Newton en de wiskunde

Beroemd is het binomium van Newton en zijn aanpak met oneindige reeksen. Hij vond ook de grondslagen voor de differentiaal- en integraalrekening uit, de zogenaamde fluxierekening. Ik noem ook de iteratiemethode die mede naar hem genoemd is, de Newton Rhapson methode. En de vele vergelijkingen en kubische krommen.

De scheikundige Newton

Newton hield zich tussen 1669 en 1696 bezig met de scheikunde en was een groot kenner van de klassieke alchemistische werken.

Prisma

Newton verklaarde het spectrum dat ontstaat, wanneer wit licht door een prisma wordt gebroken aan de hand van een brekingsindex. Hij ontwikkelde ook de eerste spiegelkijker. Gekleurde ringen die kunnen ontstaan tussen twee niet geheel op elkaar sluitende doorzichtige oppervlakten noemen we nu nog Newtonringen.

Newton en de mechanica

De spiegelkijkervormen de grondslagen voor de klassieke mechanica, die hun oorsprong vinden in sterrenkunde. Het gaat om de volgende drie wetten of principes:

1. Eerste wet van Newton

Dit is wet van de traagheid, die er op neer komt dat als er geen kracht wordt uitgeoefend een voorwerp in rust verkeert of zich rechtlijnig voort beweegt met een constante snelheid. Met andere woorden elke verandering van deze beweging wordt dus door een kracht veroorzaakt. Doordat elke kracht, die op een lichaam werkt wordt gecompenseerd door een andere kracht, wordt het lichaam niet in beweging gebracht. Nog anders gezegd: als een lichaam in evenwicht is, is de resultante van alle krachten, die er op het lichaam werken gelijk aan nul. We noemen dit de wet der traagheid ofwel statica.

2. Tweede wet van Newton

Dit is de wet van de dynamica. De verandering van de beweging is evenredig met de kracht en volgt de rechte lijn, waarin de kracht werkt. Wie betreffende evenwichtsvergelijkingen oplost, zal zien dat minimaal een van de vergelijkingen een oplossing heeft die ongelijk is aan nul.

3. De derde wet van Newton

De derde wet van Newton staat bekend als actie is reactie. Krachten die twee lichamen op elkaar uitoefenen zijn gelijk en tegengesteld, en werken langs dezelfde lijn. Een belangrijk principe is ook dat de werkingen van verschillende krachten vectorieel mogen worden opgeteld. Zodra lichamen met elkaar in aanraking komen, oefenen de lichamen oefenen dezelfde, tegengestelde kracht op elkaar uit. Een goed voorbeeld is de zwaartekracht, die er voor zorgt dat een appel uiteindelijk uit een boom zal vallen.

De Newtonkoeling

Dit houdt in dat de afkoelingssnelheid evenredig is met het temperatuurverschil met de omgeving.

Einstein en de relativiteitstheorie

In de twintigste eeuw bleek op grond van theoretische overwegingen van Albert Einstein en mede door de waarnemingen omtrent zeer snelle deeltjes, dat de klassieke mechanica niet algemeen geldig is. Nog steeds geeft de klassieke mechanica echter een goede benadering voor snelheden die ten opzichte van de lichtsnelheid klein zijn en voor massa’s die groot zijn ten opzichte van de massa van onder meer elektronen en het proton.

Slot

De bijdragen van Isaac Newton zijn zeer groot geweest, zowel op theoretisch als experimenteel en toegepast vlak.