Eén van de leuke dingen aan het lesgeven in het vak natuurkunde is dat je aan de hand van concrete voorbeelden de leerlingen of studenten kunt laten zien en ervaren wat bepaalde wetten inhouden.

In de derde klas krijgen de leerlingen over krachten te weten:
1. Je kunt een kracht niet zien, je ziet slechts de gevolgen.
2. We tekenen een kracht als een pijl, waarbij lengte en richting bepalend zijn.
3. De eenheid van kracht is Newton, afgekort tot N.

In de vierde klas krijgen de leerlingen met natuurkunde in hun pakket de eerste drie wetten van Newton voorgeschoteld. In de vijfde klas van het VWO de gravitatiewet van Newton en de formule voor de middelpuntzoekende kracht (die rechtstreeks uit de eerste en tweede wet van Newton volgt).
De derde wet van Newton is een bijzondere. Deze impliceert dat een kracht nooit in zijn eentje kan voorkomen. Er is altijd sprake van minimaal een andere kracht, tegengesteld van richting, maar wel even groot.

Bijvoorbeeld, de aarde trekt middels de gravitatiekracht aan de maan. Maar de maan trekt ook aan de aarde. Beide hebben immers massa. Op een van de Woudschotenconferenties waaraan ik deelnam werd aan ons, het publiek, de vraag gesteld wie er harder trok, de aarde aan de maan of andersom. Met in het achterhoofd dat de aarde een grotere massa heeft. De helft van de natuurkundigen dacht dat de aarde harder trok! Wat niet kan, wanneer je de derde wet van Newton op de juiste wijze interpreteert. Ze trekken even hard aan elkaar. Als dat niet zo zou zijn, als de aarde bijvoorbeeld harder trekt, dan zou de maan op de aarde storten.




Ikzelf demonstreerde de derde wet van Newton steevast met mijn magische stift. Zo noemde ik die. Ik vroeg de klas aandacht voor een heel speciale gebeurtenis. Demonstratief pakte ik mijn stift, hield die een tijdje omhoog met mijn hand en liet hem dan onverwachts los, mijn gezicht vol verbazing. De klas keek mij aan van: was dit nou alles?
Mijn vraag: zagen jullie wat er gebeurde?
Geen antwoord.
Oké, de stift viel naar beneden omdat de aarde eraan trok. Dat was iedereen wel duidelijk. Maar, opperde ik, er is volgens de derde wet van Newton tegelijk een even grote, tegengestelde richting kracht werkzaam. Welke is dat?
Geen antwoord.
Dat is de kracht van mijn magische stift. Die trekt de aarde tijdens zijn val omhoog!
Verbaasde gezichten.
Met een kracht die even groot is als waarmee de aarde aan mijn stift trekt.

Waarna ik de formule op het bord schreef, in woorden: kracht = massa x versnelling
De versnelling op aarde is 9,8 m/s².
De massa van mijn stift is ongeveer 50 gram = 0,050 kg.
Dan is de kracht die de aarde op mijn stift uitoefent 9,8 x 0,050 = 0,49 N

Diezelfde kracht van 0,49 N oefent de stift op de aarde uit. Dus weer:
kracht = massa x versnelling
Maar de massa van de aarde bedraagt 5,97 x 10²⁴ kg.
Dan is de versnelling die de aarde ten gevolge van mijn stift ondervindt:
0,49 / (5,97 x 10²⁴) = ongeveer 10^-25 m/s².

Bijzonder klein dus, maar wel aanwezig! En daardoor magisch!

Toen ik bij mijn collega natuurkunde die een lokaal onder mij lesgaf vertelde van mijn experiment met mijn magische stift, zei hij (met een glimlach) ten overstaan van zijn groep:
Hebben jullie het ook gevoeld, dat we tijdens de vorige les een stukje omhoog gingen?