Kraftdefinition und Beispiele (Wissenschaft)

Kraft ist ein wichtiges Konzept in der Physik:

Definition erzwingen

In der Wissenschaft ist Kraft das Drücken oder Ziehen an einem Objekt mit Masse, das bewirkt, dass es seine Geschwindigkeit ändert (beschleunigt). Die Kraft stellt einen Vektor dar, was bedeutet, dass sie sowohl Größe als auch Richtung hat.

In Gleichungen und Diagrammen wird eine Kraft normalerweise mit dem Symbol F bezeichnet. Ein Beispiel ist eine Gleichung aus dem zweiten Newtonschen Gesetz:

F = m · a

Dabei ist F = Kraft, m = Masse und a = Beschleunigung.

Krafteinheiten

Die SI-Krafteinheit ist Newton (N). Andere Krafteinheiten sind das Dyn, die Kilogrammkraft (Kilopond), das Pfund und die Pfundkraft.

Galileo Galilei und Sir Isaac Newton beschrieben, wie Kraft mathematisch funktioniert. Galileos zweiteilige Darstellung des Schrägebenenexperiments (1638) stellte zwei mathematische Beziehungen der natürlich beschleunigten Bewegung unter seiner Definition her und beeinflusste stark, wie wir die Kraft bis heute messen. Newtons Laws of Motion (1687) sagt die Wirkung von Kräften unter normalen Bedingungen sowie als Reaktion auf Veränderungen voraus und legt damit den Grundstein für die klassische Mechanik.

Beispiele für Kräfte

In der Natur sind die fundamentalen Kräfte die Schwerkraft, die schwache Kernkraft, die starke Kernkraft, die elektromagnetische Kraft und die Restkraft. Die starke Kraft ist es, die Protonen und Neutronen im Atomkern zusammenhält. Die elektromagnetische Kraft ist für die Anziehung entgegengesetzter elektrischer Ladung, die Abstoßung gleicher elektrischer Ladungen und das Ziehen von Magneten verantwortlich.

Nicht-fundamentale Kräfte sind auch im Alltag anzutreffen. Die Normalkraft wirkt in einer Richtung senkrecht zur Oberflächenwechselwirkung zwischen Objekten. Reibung ist eine Kraft, die Bewegungen auf Oberflächen entgegenwirkt. Andere Beispiele für nicht-fundamentale Kräfte umfassen die elastische Kraft, die Spannung und die rahmenabhängigen Kräfte, wie die Zentrifugalkraft und die Coriolis-Kraft.