Krachtfeiten voor kinderen

Voor de term uit Star Wars, zie The Force.

In de natuurkunde is een kracht een wisselwerking tussen voorwerpen. Het wordt een wisselwerking genoemd, omdat als een voorwerp op een ander voorwerp inwerkt, de actie van dat voorwerp wordt beantwoord door een reactie van het andere voorwerp. Dit idee staat bekend als de derde wet van Newton, waarbij actie en reactie “gelijk en tegengesteld” zijn (aan elkaar gelijk). De voorwerpen zijn slechts de dingen waartussen de kracht werkt. Verschillende krachten werken tussen verschillende soorten voorwerpen. De zwaartekracht werkt bijvoorbeeld tussen voorwerpen met massa, zoals de zon en de aarde. Een ander voorbeeld is de elektromagnetische kracht, die werkt tussen voorwerpen met lading, zoals een elektron en de kern van een atoom. De zwaartekracht en de elektromagnetische kracht zijn twee voorbeelden van krachten.

Een kracht verandert de toestand van een voorwerp (een of andere fysische grootheid verandert) of, strikt genomen, de toestanden van twee voorwerpen, omdat de kracht een wisselwerking is. Een kracht zorgt er bijvoorbeeld voor dat een getroffen voorwerp in een bepaalde richting wordt geduwd of getrokken. Hierdoor verandert het momentum van het voorwerp. Krachten zorgen ervoor dat voorwerpen versnellen, de totale druk van het voorwerp vergroten, van richting veranderen, of van vorm veranderen. De sterkte van een kracht wordt gemeten in Newton (N). Er zijn vier fundamentele krachten in de natuurkunde.

Een kracht is altijd een duwen, trekken of verdraaien, en beïnvloedt voorwerpen door ze omhoog te duwen, naar beneden te trekken, opzij te duwen, of door hun beweging of vorm op een andere manier te veranderen.

De tweede wet van Newton
Gewicht
Gravitatiekracht
Images for kids

De tweede wet van Newton

Volgens de tweede bewegingswet van Newton is de formule om de kracht te vinden:

$F = ma$

waar $F$ de kracht is,
$m$ de massa van een voorwerp,
en $a$ de versnelling van het voorwerp.

Deze formule zegt dat als er een kracht op een voorwerp staat, het zich steeds sneller zal verplaatsen. Als de kracht zwak is en het voorwerp is zwaar, dan zal het lang duren voordat de snelheid erg toeneemt, maar als de kracht sterk is en het voorwerp is licht, dan zal het heel snel een stuk sneller bewegen.

Gewicht

Zwaartekracht is een versnelling. Alles wat een massa heeft, wordt door die versnelling naar de aarde getrokken. Deze trekkracht is een kracht die gewicht heet.

U kunt bovenstaande vergelijking nemen en $a$ veranderen in de standaard zwaartekracht g, dan kan een formule over de zwaartekracht op aarde worden gevonden:

$W = mg$

waar $W$ het gewicht van een voorwerp is,
$m$ de massa van een voorwerp,
en $g$ de versnelling door de zwaartekracht op zeeniveau. Deze is ongeveer $9,8m/s^2$ .

Deze formule zegt dat als je de massa van een voorwerp weet, je kunt uitrekenen hoeveel kracht er op het voorwerp staat door de zwaartekracht. Je moet op aarde zijn om deze formule te kunnen gebruiken. Ben je op de maan of op een andere planeet, dan kun je de formule wel gebruiken, maar dan zal g anders zijn.

Kracht is een vector, dus hij kan sterker of zwakker zijn en hij kan ook in verschillende richtingen wijzen. Zwaartekracht wijst altijd naar beneden, naar de grond (als je niet in de ruimte bent).

Gravitatiekracht

Een andere vergelijking die iets zegt over de zwaartekracht is:

${F}=\frac{Gm_{1}m_{2}}{d^2}$

$F$ is kracht; $G$ is de gravitatieconstante, die wordt gebruikt om aan te geven hoe de zwaartekracht een voorwerp versnelt; $m_{1}$ is de massa van het ene voorwerp; $m_{2}$ is de massa van het tweede voorwerp; en $d$ is de afstand tussen de voorwerpen.

Deze vergelijking wordt gebruikt om uit te rekenen hoe de aarde om de zon beweegt en hoe de maan om de aarde beweegt. Ze wordt ook gebruikt om uit te rekenen hoe andere planeten, sterren en voorwerpen in de ruimte bewegen.

De vergelijking zegt dat als twee voorwerpen heel zwaar zijn, er een sterke kracht tussen hen is vanwege de zwaartekracht. Als ze heel ver uit elkaar staan, is de kracht zwakker.

Zwaartekracht

Images for kids

Aristoteles beschreef een kracht beroemd als alles wat een voorwerp
Galileo Galilei was de eerste die wees op de inherente tegenstrijdigheden in Aristoteles’ beschrijving van krachten.
Beelden van een vrij vallende basketbal, genomen met een stroboscoop met 20 flitsen per seconde. De afstandseenheden aan de rechterkant zijn veelvouden van ongeveer 12 millimeter. De basketbal begint in rust. Bij de eerste flits (afstand nul) wordt hij losgelaten, waarna het aantal gevallen eenheden gelijk is aan het kwadraat van het aantal flitsen.
Instrumenten als GRAVITY bieden een krachtige sonde voor het opsporen van zwaartekracht.
Fk is de kracht die reageert op de belasting van de veer
Relatie tussen kracht (F), koppel (τ), en impulsvectoren (p en L) in een roterend systeem.

gd:Neart

Alai