Dag Leana,
Terwijl je loopt op de vloer, duwt je voet de grond naar achter. Dat blijkt als je eerst een vel papier op de vloer legt. Je zet je voet op het papier. Als je je flink afzet om te sprinten, schuift het papier naar achter. Blijkbaar duwt je voet het papier of de grond naar achter. Dit gebeurt door je spierkracht. Die is naar achter gericht.

Vervolgens zonder papier. Weer duwt je voet de grond naar achter. Volgens de derde wet van Newton duwt de grond even hard tegen je voet. En is de kracht van de grond op je voet tegengesteld gericht aan de achterwaartse kracht van je voet op de grond. Dus de kracht van de grond op je voet is naar voren gericht. De voorwaartse kracht van de grond op je voet compenseert de tegenwerkende krachten die op jou werken, zoals de luchtweerstand. Dankzij de voorwaartse kracht van de grond op je voet behoud je je snelheid vooruit.

De voorwaartse kracht van de grond op je voet is de schuifwrijvingskracht. De grond is in staat om voldoende wrijvingskracht uit te oefenen. Glad ijs kan niet genoeg wrijvingskracht uitoefenen, zodat het ijs weinig voorwaartse kracht op je voet kan uitoefenen. Gevolg: je kunt niet gemakkelijk op gang komen als je op ijs loopt, de versnelling in je bewegingsrichting is klein. Hoeveel wrijvingskracht de ondergrond kan uitoefenen, hangt onder andere af van de soorten materiaal die tegen elkaar komen.
Zo duidelijk?
Groet, Jaap

Hoi Jaap,

Bedank voor je uitleg! Het is helemaal duidelijk. Ik begrijp nu dit en ik wil graag weten of ik het goed heb:

Beweging ontstaat alleen als er actie (jij duwt de grond naar achter met je voet), reactie (de grond duwt jou terug naar voren via wrijving) en voldoende wrijvingskracht (de grond is in staat om voldoende wrijvingskracht (grip) uit te oefenen).

• Een goed voorbeeld is: een vel papier op de vloer leggen.
• De voorwaartse kracht van de grond op je voet is de schuifwrijvingskracht.
• We blijven vooruit bewegen, omdat de voorwaartse kracht van de grond op je voet compenseert (is even groot als) de tegenwerkende krachten die op jou werken, zoals de luchtweerstand.
  • Kort gezegd: de krachten zijn in evenwicht, daardoor beweeg je met een constante snelheid en is de resulterende kracht (Fᵣₑₛ) 0 N.
• Voldoende wrijvingskracht:
  • Als er niet voldoende voorwaartse kracht (bijv. op ijs lopen):
    • Gevolg: je kunt niet gemakkelijk op gang komen en de versnelling in je bewegingsrichting is klein.
  • Als er voldoende voorwaartse kracht:
    • Gevolg: je beweegt naar voren met een constante snelheid.
  • Hoeveel wrijvingskracht de ondergrond kan uitoefenen, hangt onder andere af van de soorten materiaal die tegen elkaar komen.

Enkele vragen:

• Kunnen we ook zeggen dat het papier even hard tegen je voet duwt, volgens de derde wet van Newton?
• Is de achterwaartse kracht die je voet op de grond uitoefent de spierkracht?

Alvast bedankt voor je antwoord!

Groet, Leana

Dag Leana,
Je wilt graag weten of je het goed hebt: jawel.

Er kan een misverstand zijn als iemand leest dat je schrijft: 'de krachten zijn in evenwicht, daardoor beweeg je met een constante snelheid en is de resulterende kracht (Fᵣₑₛ) 0 N.'
Het is niet zo dat de achterwaartse kracht van je voet op de grond en de voorwaartse kracht van de grond op je voet met elkaar in evenwicht zijn, elkaar opheffen en samen $F_\text{res}=0\,$ N maken. Deze twee krachten vormen een 'krachtenpaar' volgens de derde wet van Newton. Maar ze werken op verschillende voorwerpen (op de grond respectievelijk op je voet) en daardoor kunnen ze elkaar niet opheffen. De 'actiekracht' en 'reactiekracht' van de derde wet van Newton heffen elkaar nooit op, ook al zijn ze precies even groot en tegengesteld gericht.
Bij lopen met een constante snelheid zijn het de voorwaartse kracht van de grond op jou en de tegenwerkende krachten op jou die in evenwicht zijn, met $F_\text{res}=0\,$ N.

Je vraagt: 'Kunnen we ook zeggen dat het papier even hard tegen je voet duwt, volgens de derde wet van Newton?'
Er zijn situaties waarin je met de derde wet van Newton niet gemakkelijk kunt redeneren. Met je redenering kom je dan spreekwoordelijk 'op glad ijs' en kan de redenering leiden tot een conclusie die niet klopt met de werkelijkheid. Voorbeeld: Ot en Sien gaan touwtrekken. Natuurlijk wint Sien, maar er zijn valkuilen als je dit stap voor stap tracht te beredeneren. Niet doen. De derde wet van Newton is mooi -- als je er op tijd mee stopt. Dat kan ook spelen als het papier van je vraag in beweging komt. Liever haal ik het papier weg en zeg ik: volgens de derde wet van Newton duwt de grond even hard tegen je voet als omgekeerd.

Je vraagt: 'Is de achterwaartse kracht die je voet op de grond uitoefent de spierkracht?'
Ja, dat kun je zo zeggen. Je kunt ook zeggen dat de achterwaartse kracht van je voet op de grond een schuifwrijvingskracht is. Net zoals de voorwaartse kracht van de grond op je voet een schuifwrijvingskracht is. Beide oppervlakken, voetzool en grond, 'wrijven tegen elkaar'. Je spierkracht roept je schuifwrijvingskracht op. Het zijn twee namen voor hetzelfde beest, niet twee afzonderlijke krachten.
Groet, Jaap

>De derde wet van Newton is mooi -- als je er op tijd mee stopt

Praktisch gesproken heeft Jaap gelijk. Want telkens ga je een niveau dieper en voor je het weet heb je 100 lagen actie/reactie krachtenparen. Je voet op grond, de grond op onderliggende lagen, moleculen in die lagen op omliggende moleculen, en verder tot je ergens op quarks tegen quarks terecht komt.

Maar bij "stoppen" zeg je feitelijk "dieper ga ik niet kijken".  Maar het gaat wel verder. Je stopt echter bij het krachtenpaar waar een van de twee op het object van interesse (bijv. je voet) werkt.

Bedankt voor je antwoord. Ik begrijp nu dat:

• We vooruit bewegen omdat de spierkracht je voet naar achteren duwt tegen de grond. Daardoor oefent je voet een achterwaartse schuifwrijvingskracht uit op de grond en de grond reageert met een even grote, maar tegengesteld gerichte voorwaartse schuifwrijvingskracht op je voet, volgens de derde wet van Newton.
• Bij lopen met een constante snelheid zijn het de voorwaartse kracht van de grond op jou en de tegenwerkende krachten (zoals luchtweerstand) die in evenwicht zijn, waardoor de resulterende kracht Fₙₑₛ = 0 N.

Groet, Leana

Precies. Men heeft het ook vaak over een "free body diagram" als je alle krachten die op 1 voorwerp werken. Bij lopen met tegenwind is dat bijv. horizontaal de grond OP jou voor beweging, de lucht (wind)kracht OP jou en de grond OP jou als normaalkracht omhoog. Die krachten samen bepalen hoe jij beweegt (vooruit, tegen de wind in, niet door de grond zakkend).

Je kijkt dan naar telkens een van de drie krachtenparen en dan alleen naar de kracht OP jou. De andere helft van elk paar is de kracht die jij OP iets anders uitoefent (achteruit trappen OP de grond, door bewegen OP de luchtmoleculen duwen en je gewicht OP de grond) maar die heeft effect op die onderdelen, maar niet op jou.

Je tweede punt is feitelijk de resultante van het "free body diagram": als alle krachten OP jou 0 N geven, dan beweeg je met constante snelheid (en stilstaan met 0 m/s is ook een snelheid)

Onderstaand heb ik het nog eens proberen te tekenen. Voornaamste voor beweging is het free body diagram van de persoon. De resultante kun je bepalen via meermalen de parallellogrammethode te gebruiken of telkens een krachtvector pijlpunt tegen een krachtvector achterkant te leggen. Hier heb ik ze een beetje naast elkaar getekend om aan te geven hoe sommige krachten elkaar opheffen.