Definition av kraft i fysik

Force är en kvantitativ beskrivning av en interaktion som orsakar en förändring i ett objekts rörelse. Ett objekt kan påskynda, sakta ner eller ändra riktning som svar på en kraft. Sagt på ett annat sätt, kraft är alla handlingar som tenderar att upprätthålla eller förändra kroppens rörelse eller förvränga den. Föremål skjuts eller dras av krafter som verkar på dem.

Kontaktkraft definieras som den kraft som utövas när två fysiska föremål kommer i direkt kontakt med varandra. Andra krafter, såsom gravitation och elektromagnetiska krafter, kan utöva sig även över rymdets tomma vakuum.

Key Takeaways: Nyckelvillkor

• Tvinga: En beskrivning av en interaktion som orsakar en förändring i ett objekts rörelse. Det kan också representeras av symbolen F.
• The Newton: Kraftenheten inom det internationella enhetssystemet (SI). Det kan också representeras av symbolen N.
• Kontaktkrafter: Krafter som äger rum när objekt berör varandra. Kontaktkrafter kan klassificeras enligt sex typer: drag, fjäder, normal reaktion, friktion, luftfriktion och vikt.
• Icke-kontakta krafter: Krafter som äger rum när två föremål inte rör. Dessa krafter kan klassificeras enligt tre typer: gravitationella, elektriska och magnetiska.

Enheter av kraft

Kraft är en vektor; den har både riktning och storlek. SI-enheten för kraft är Newton (N). En kraft av Newton är lika med 1 kg * m / s2 (där symbolen "*" står för "gånger").

Kraft är proportionell mot accelerationen, som definieras som hastigheten på hastighetsförändring. I kalkyltermer är kraft derivat av momentum med avseende på tid.

Kontakt mot icke-kontakt

Det finns två typer av krafter i universum: kontakt och icke-kontakt. Kontaktkrafter, som namnet antyder, äger rum när objekt berör varandra, till exempel att sparka en boll: Ett föremål (din fot) rör vid det andra föremålet (bollen). Icke-kontaktkrafter är sådana där föremål inte berör varandra.

Kontaktkrafter kan klassificeras enligt sex olika typer:

• spänn: till exempel en sträng som dras hårt
• Vår: till exempel kraften som utövas när du komprimerar två ändar av en fjäder
• Normal reaktion: där en kropp ger en reaktion på en kraft som utövas på den, till exempel en boll som studsar på en blacktop
• Friktion: kraften utövas när ett föremål rör sig över ett annat, till exempel en boll som rullar över en blacktop
• Luftfriktion: friktionen som uppstår när ett föremål, till exempel en boll, rör sig genom luften
• Vikt: där en kropp dras mot jordens centrum på grund av tyngdkraften

Icke-kontaktkrafter kan klassificeras enligt tre typer:

• gravitations~~POS=TRUNC: vilket beror på gravitationsattraktionen mellan två kroppar
• Elektrisk: vilket beror på de elektriska laddningarna som finns i två kroppar
• Magnetisk: vilket uppstår på grund av de två kropparnas magnetiska egenskaper, såsom motsatta poler för två magneter som dras till varandra

Force och Newtons lagar om rörelse

Begreppet styrka definierades ursprungligen av Sir Isaac Newton i hans tre rörelseregler. Han förklarade gravitationen som en attraktiv kraft mellan kroppar som hade massa. Men allvar inom Einsteins allmänna relativitet kräver inte kraft.

Newtons första rörelselag säger att ett objekt kommer att fortsätta att röra sig med en konstant hastighet såvida det inte påverkas av en extern kraft. Objekt i rörelse förblir i rörelse tills en kraft verkar på dem. Detta är tröghet. De kommer inte att påskynda, sakta ner eller ändra riktning förrän något verkar på dem. Om du till exempel skjuter en hockeypuck kommer den så småningom att stanna på grund av friktion på isen.

Newtons andra rörelselag säger att kraften är direkt proportionell mot accelerationen (hastighetsförändringens hastighet) för en konstant massa. Samtidigt är accelerationen omvänt proportionell mot massan. Till exempel, när du kastar en boll som kastas på marken, utövar den en nedåtgående kraft; marken, som svar, utövar en uppåtgående kraft som får bollen att studsa. Denna lag är användbar för att mäta krafter. Om du känner till två av faktorerna kan du beräkna den tredje. Du vet också att om ett objekt accelererar måste det finnas en kraft som verkar på det. 

Newtons tredje lag om rörelse avser interaktioner mellan två objekt. Den säger att för varje handling finns det en lika och motsatt reaktion. När en kraft appliceras på ett objekt har den samma effekt på objektet som producerade kraften men i motsatt riktning. Om du till exempel hoppar från en liten båt i vattnet, kommer kraften du använder för att hoppa framåt i vattnet också att skjuta båten bakåt. Handlings- och reaktionskrafterna sker samtidigt.

Grundläggande krafter

Det finns fyra grundläggande krafter som styr de fysiska systemens interaktion. Forskare fortsätter att driva en enhetlig teori om dessa krafter: