Kracht | fysica
In de natuurkunde is een kracht een duw of trekkracht tussen voorwerpen. Het wordt een wisselwerking genoemd, want als een voorwerp op een ander voorwerp inwerkt, wordt zijn actie 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. De voorwerpen zijn slechts de dingen waartussen de kracht werkt. Verschillende krachten werken tussen verschillende soorten voorwerpen. Zo werkt de zwaartekracht 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 toestand van twee voorwerpen, aangezien de kracht een interactie 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 versnellen voorwerpen, verhogen de totale druk van het voorwerp, veranderen van richting of veranderen van vorm. De sterkte van een kracht wordt gemeten in Newton (N). Er zijn vier fundamentele krachten in de natuurkunde.
Een kracht is altijd een duw, trek of draai, en beïnvloedt voorwerpen door ze omhoog te duwen, omlaag te trekken, opzij te duwen, of door hun beweging of vorm op een andere manier te veranderen.
Tweede wet van Newton
Volgens de tweede bewegingswet van Newton is de formule voor het vinden van de kracht:
waarbij
de massa van een voorwerp
en de versnelling van het voorwerp.
Volgens zijn tweede wet is een kracht gelijk aan de verandering in momentum (massa maal snelheid) per verandering in tijd. Momentum wordt gedefinieerd als de massa m van een voorwerp maal zijn snelheid V.
Gewicht
Zwaartekracht is een versnelling. Alles met een massa wordt door die versnelling naar de aarde toe getrokken. Deze trekkracht is een kracht die gewicht wordt genoemd.
Men kan de bovenstaande vergelijking nemen en veranderen in de standaard zwaartekracht g, dan kan een formule over de zwaartekracht op aarde worden gevonden:
waarbij gewicht van een voorwerp is,
de massa van een voorwerp is,
en de versnelling door de zwaartekracht op zeeniveau. Deze is ongeveer .
Deze formule zegt dat als je de massa van een voorwerp kent, je kunt uitrekenen hoeveel kracht er op het voorwerp rust vanwege de zwaartekracht. Je moet op aarde zijn om deze formule te kunnen gebruiken. Als je op de maan of een andere planeet bent, dan kun je de formule wel gebruiken, maar zal g anders zijn.
Kracht is een vector, dus ze kan sterker of zwakker zijn en ze kan ook in verschillende richtingen wijzen. Zwaartekracht wijst altijd naar beneden, naar de grond (als je niet in de ruimte bent).
Zwaartekracht
Een andere vergelijking die iets zegt over de zwaartekracht is:
is de kracht; is de gravitatieconstante, die wordt gebruikt om aan te geven hoe de zwaartekracht een voorwerp versnelt; is de massa van een voorwerp; is de massa van het tweede voorwerp; en is de afstand tussen de voorwerpen.
Deze vergelijking wordt gebruikt om te berekenen hoe de aarde rond de zon beweegt en hoe de maan rond de aarde beweegt. Zij wordt ook gebruikt om te berekenen hoe andere planeten, sterren en objecten in de ruimte bewegen.
De vergelijking zegt dat als twee voorwerpen heel zwaar zijn, er een sterke kracht tussen hen bestaat vanwege de zwaartekracht. Als ze heel ver van elkaar verwijderd zijn, is de kracht zwakker.
Vragen en antwoorden
V: Wat is een kracht?
A: Een kracht is een duw of trekkracht tussen voorwerpen. Het is een interactie die optreedt wanneer een object op een ander object inwerkt en zijn actie wordt beantwoord door een reactie van het andere object.
V: Hoe verklaart de derde wet van Newton krachten?
A: Volgens de derde wet van Newton zijn actie en reactie "gelijk en tegengesteld" (gematcht). Dit betekent dat wanneer een voorwerp op een ander voorwerp werkt, het tweede voorwerp op een gelijke maar tegengestelde manier zal reageren.
V: Tussen welke soorten voorwerpen werken verschillende krachten?
A: Verschillende krachten werken tussen verschillende soorten voorwerpen. Zo werkt de zwaartekracht tussen voorwerpen met massa, zoals de zon en de aarde, terwijl de elektromagnetische kracht werkt tussen voorwerpen met lading, zoals elektronen en atomen.
V: Hoe verandert een kracht de toestand van een voorwerp?
A: Een kracht verandert de toestand van een voorwerp door het in een bepaalde richting te duwen of te trekken, waardoor het momentum verandert, het versnelt, de totale druk verhoogt, de richting of de vorm op een andere manier verandert.
V: Hoe wordt de sterkte van een kracht gemeten?
A: De sterkte van een kracht wordt gemeten in Newton (N).
V: Hoeveel fundamentele krachten zijn er in de natuurkunde?
A: Er zijn vier fundamentele krachten in de natuurkunde.
V: Op welke manieren kunnen krachten voorwerpen beïnvloeden?
A: Krachten kunnen voorwerpen beïnvloeden door ze omhoog te duwen, omlaag te trekken, opzij te duwen of hun beweging of vorm op een andere manier te veranderen.