Kracht

Uit Wikipedia, de vrije encyclopedie

Ga naar: navigatie, zoeken

Een kracht is het natuurkundige verschijnsel dat de snelheid van een massa verandert volgens de Wetten van Newton (zie ook traagheid). In de alledaagse wereld kan het effect van één kracht worden versluierd door andere krachten, zoals wrijving, adhesie en cohesie. Kracht kan worden overgebracht door contact tussen voorwerpen of deeltjes (vast, vloeistof, gas).

Op afstand kan een kracht worden uitgeoefend door

  1. elektrische en magnetische krachten (elektromagnetisme) waarbij voorwerpen elkaar niet hoeven te raken, zoals bijvoorbeeld bij een kompasnaald of in een elektromotor.
  2. zwaartekracht: de werking van massa's op elkaar. Op astronomische schaal geldt vooral de zwaartekracht.

Kracht is een vectorgrootheid, dus met een grootte, een richting en een (virtueel) aangrijpingspunt. Een vector wordt aangegeven met een pijl boven de letter.

Inhoud

[bewerken] Definitie

Volgens de Eerste wet van Newton is kracht een uitwendige oorzaak die de bewegingstoestand van een lichaam verandert. De Tweede Wet van Newton definieert kracht als verandering van beweging. De verandering van de beweging is evenredig met de kracht en volgt de rechte lijn waarin de kracht werkt.

De kracht \vec F \! op een voorwerp is gelijk aan de verandering van de impuls ("beweging") van het voorwerp \vec p \!. De impuls \vec p \! is het product van de massa m \! in kilogram en de snelheid \vec v. De impuls kan dus veranderen doordat de massa en/of de snelheid veranderen (denk aan een raket die massa verliest). De tweede wet van Newton luidt in formulevorm:

\vec F = \frac{d\vec p}{dt} \, = \, \frac{d}{dt} (m \vec v) \, = \, \vec v \, \frac{dm}{dt} + m \, \frac{d\vec v}{dt} \,

Als de massa niet verandert geldt voor de kracht

\vec F = m \vec a \!

met

  • m de massa van het lichaam
  • \vec a \! de versnelling (verandering van de snelheid) van het zwaartepunt van het lichaam.

De richting van de kracht is de richting van de versnelling.

[bewerken] Krachtwerking op een vervormbaar lichaam

Indien er krachten, die evenwicht maken, op een lichaam werken, ondergaat het lichaam geen versnelling. Het lichaam kan onder invloed van die krachten wel vervormen. Bijvoorbeeld het lichaam kan door twee tegengestelde krachten uitrekken. Als echter op het lichaam slechts één kracht werkt kan er geen vervorming ontstaan. Men moet echter opletten: er werken dikwijls meer krachten op een lichaam dan op het eerste gezicht zou blijken. De oplossingsmethode heet vrijmaken. Als men aan een veer trekt, rekt die veer enkel uit omdat hij bijvoorbeeld vastgehaakt is aan een muur. Die muur oefent dan ook een kracht uit op die veer volgens de Derde Wet van Newton.

[bewerken] Newton

De eenheid van kracht, de newton, is vernoemd naar Sir Isaac Newton. Tijdgenoten van Newton zoals Christiaan Huygens, Edmond Halley, Robert Hooke en Christopher Wren, onderschreven het idee dat planeten in hun banen lopen door een zwaartekracht die kwadratisch afneemt met de afstand. De bijdrage van Newton was dat hij er in slaagde een wiskundig bewijs te leveren dat zo'n zwaartekracht inderdaad de planeten in de geobserveerde planeetbanen laat lopen waarmee de Wetten van Kepler verklaard werden.

De Wetten van Newton beschrijven de fundamenten van de mechanica en dynamica.

[bewerken] Verwarrende benamingen

[bewerken] Fundamentele krachten

Alle krachten die kunnen worden genoemd (schijnkrachten en overdrachtelijke termen zoals 'overtuigingskracht' uitgezonderd) zijn een samenstelling van een of meer van de vier fundamentele natuurkrachten. Naast de alomtegenwoordige zwaartekracht (zelf een van de fundamentele natuurkrachten) zijn de meeste alledaagse verschijnselen zoals wrijving en hardheid gebaseerd op de elektromagnetische kracht.

[bewerken] Zie ook


Elementaire begrippen in de mechanica

Vector · Afstand · Eenparige beweging · Verplaatsing · Snelheid · Versnelling · Stoot · Impuls · Hoeksnelheid · Hoekversnelling · Impulsmoment · Kracht
 
Persoonlijke instellingen
Boek maken