Definition der Kraft in der Physik

Kraft ist eine quantitative Beschreibung einer Interaktion, die eine Änderung der Bewegung eines Objekts verursacht. Ein Objekt kann als Reaktion auf eine Kraft beschleunigen, verlangsamen oder die Richtung ändern. Mit anderen Worten, Kraft ist jede Handlung, die dazu neigt, die Bewegung eines Körpers aufrechtzuerhalten oder zu verändern oder ihn zu verzerren. Gegenstände werden durch auf sie einwirkende Kräfte geschoben oder gezogen.

Kontaktkraft ist definiert als die Kraft, die ausgeübt wird, wenn zwei physische Objekte in direkten Kontakt miteinander kommen. Andere Kräfte, wie Gravitation und elektromagnetische Kräfte, können sich sogar über das leere Vakuum des Weltraums ausbreiten.

Key Takeaways: Schlüsselbegriffe

• Macht: Eine Beschreibung einer Interaktion, die eine Änderung der Bewegung eines Objekts verursacht. Es kann auch durch das Symbol dargestellt werden F.
• Der Newton: Die Einheit der Kraft innerhalb des Internationalen Einheitensystems (SI). Es kann auch durch das Symbol dargestellt werden N.
• Kontaktkräfte: Kräfte, die auftreten, wenn sich Objekte berühren. Die Kontaktkräfte können in sechs Typen eingeteilt werden: Spannung, Feder, normale Reaktion, Reibung, Luftreibung und Gewicht.
• Berührungslose Kräfte: Kräfte, die auftreten, wenn sich zwei Objekte nicht berühren. Diese Kräfte können in drei Typen eingeteilt werden: Gravitationskräfte, elektrische Kräfte und magnetische Kräfte.

Krafteinheiten

Kraft ist ein Vektor; es hat sowohl Richtung als auch Größe. Die SI-Einheit für Kraft ist das Newton (N). Ein Newton Kraft entspricht 1 kg * m / s2 (wobei das Symbol "*" für "Zeiten" steht).

Die Kraft ist proportional zur Beschleunigung, die als Änderungsrate der Geschwindigkeit definiert ist. Im Kalkül ist Kraft die Ableitung des Impulses in Bezug auf die Zeit.

Kontakt gegen berührungslose Kraft

Es gibt zwei Arten von Kräften im Universum: Kontakt und Nichtkontakt. Kontaktkräfte treten, wie der Name schon sagt, auf, wenn sich Objekte berühren, z. B. ein Ball getreten wird: Ein Objekt (Ihr Fuß) berührt das andere Objekt (den Ball). Berührungslose Kräfte sind Kräfte, bei denen sich Objekte nicht berühren.

Die Kontaktkräfte können in sechs verschiedene Typen eingeteilt werden:

• Tensional: wie eine Schnur, die festgezogen wird
• Frühling: B. die Kraft, die ausgeübt wird, wenn Sie zwei Enden einer Feder zusammendrücken
• Normale Reaktion: wo ein Körper eine Reaktion auf eine Kraft liefert, die auf ihn ausgeübt wird, wie ein Ball, der auf einer Asphaltdecke aufprallt
• Reibung: Die Kraft, die ausgeübt wird, wenn sich ein Objekt über ein anderes bewegt, z. B. eine Kugel, die über eine Asphaltdecke rollt
• Luftreibung: Die Reibung, die auftritt, wenn sich ein Gegenstand wie eine Kugel durch die Luft bewegt
• Gewicht: wo ein Körper durch die Schwerkraft in Richtung Erdmittelpunkt gezogen wird

Berührungslose Kräfte können in drei Typen eingeteilt werden:

• Gravitation: was auf die Anziehungskraft zwischen zwei Körpern zurückzuführen ist
• Elektrisch: was auf die elektrischen Ladungen in zwei Körpern zurückzuführen ist
• Magnetisch: Dies ist auf die magnetischen Eigenschaften zweier Körper zurückzuführen, z. B. auf die gegensätzlichen Pole zweier Magnete, die sich gegenseitig anziehen

Kraft- und Newtons Bewegungsgesetze

Das Konzept der Kraft wurde ursprünglich von Sir Isaac Newton in seinen drei Bewegungsgesetzen definiert. Er erklärte die Schwerkraft als anziehende Kraft zwischen Körpern, die Masse besaßen. Die Schwerkraft in Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie erfordert jedoch keine Gewalt.

Newtons erstes Bewegungsgesetz sagt, dass sich ein Objekt weiterhin mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, es sei denn, es wird von einer externen Kraft beaufschlagt. Objekte in Bewegung bleiben in Bewegung, bis eine Kraft auf sie einwirkt. Das ist Trägheit. Sie werden nicht beschleunigen, verlangsamen oder die Richtung ändern, bis etwas auf sie einwirkt. Wenn Sie beispielsweise einen Hockey-Puck schieben, stoppt dieser aufgrund von Reibung auf dem Eis.

Newtons zweites Bewegungsgesetz sagt, dass die Kraft für eine konstante Masse direkt proportional zur Beschleunigung (der Änderungsrate des Impulses) ist. Währenddessen ist die Beschleunigung umgekehrt proportional zur Masse. Wenn Sie beispielsweise einen Ball auf den Boden werfen, übt er eine nach unten gerichtete Kraft aus. Als Reaktion darauf übt der Boden eine nach oben gerichtete Kraft aus, die den Ball zum Hüpfen bringt. Dieses Gesetz ist nützlich zum Messen von Kräften. Wenn Sie zwei der Faktoren kennen, können Sie den dritten berechnen. Sie wissen auch, dass beim Beschleunigen eines Objekts eine Kraft auf ihn einwirken muss. 

Newtons drittes Bewegungsgesetz bezieht sich auf Interaktionen zwischen zwei Objekten. Es heißt, dass es für jede Handlung eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion gibt. Wenn eine Kraft auf ein Objekt ausgeübt wird, hat dies die gleiche Wirkung auf das Objekt, das die Kraft erzeugt hat, jedoch in der entgegengesetzten Richtung. Wenn Sie beispielsweise von einem kleinen Boot ins Wasser springen, wird das Boot durch die Kraft, mit der Sie vorwärts ins Wasser springen, auch nach hinten gedrückt. Die Aktions- und Reaktionskräfte treten gleichzeitig auf.

Grundkräfte

Es gibt vier fundamentale Kräfte, die die Wechselwirkungen physikalischer Systeme bestimmen. Wissenschaftler verfolgen weiterhin eine einheitliche Theorie dieser Kräfte: