Vad menas med obalanserad kraft
Kraft
- För andra betydelser, titta Kraft (olika betydelser).
Kraft existerar inom fysiken ett abstraktion på grund av för att förklara samt förklara orsaken mot förändringar från en föremåls hastighet.
Den obalanserade kraften påskyndar objektet med accelerationen som är direkt proportionell mot kraften och omvänt proportionell mot föremålets massaangående flera krafter verkar vid identisk objekt kunna dem ta ut varandra samt orsakar då ingen förändring från hastigheten.[1] inom sin nutida fras infördes kraftbegreppet från Isaac Newton. Inom den klassiska fysiken redogör Newtons tre rörelselagar kroppars rörelse beneath effekt från krafter samt dessa tre lagar är kapabel sägas definiera krafter liksom verkar vid en struktur.
dem tre lagarna är:
- En lekamen liksom ej påverkas från yttre krafter förblir inom sitt tillåtelse från vila alternativt likformig, rätlinjig rörelse.
- Ändringen per tidsenhet från enstaka kropps rörelsemängd existerar proportionell mot den verkande kraften samt ligger inom dennas riktning.
- Mot varenda kraft svarar ett ytterligare lika massiv samt motsatt riktad kraft, därför för att dem ömsesidigt mellan numeriskt värde kroppar verkande krafterna ständigt existerar lika stora samt motsatt riktade.
Enhet
[redigera | redigera wikitext]SI-enheten till kraft existerar newton (N), namngiven efter fysikern Isaac Newton.
1 newton definieras såsom den kraft vilket behövs till för att påskynda enstaka massa vid 1 kg tillsammans 1 meter/sekund². Äldre enheter existerar kilopond samt dyn. inom detta brittiska systemet används enheten pound-force.
Definitioner
[redigera | redigera wikitext]En kraft existerar enstaka fysikalisk betydelse tillsammans med storlek samt riktning.
Krafter likt verkar vid en objekt är kapabel sålunda representeras tillsammans med vektorer samt adderas (med vektoralgebra) mot enstaka nettokraft. angående nettokraften existerar skild ifrån noll förändras objektets rörelsevektor, detta önskar yttra dess fart alternativt rörelseriktning alternativt bådadera.
Enligt Newtons andra team definieras enstaka kraft genom förändringen från en systems rörelsemängd ovan tiden:
där anger enstaka förändring från storheten (rörelsemängden, systemets massa multiplicerad tillsammans med dess hastighet) samt var existerar tiden.
kännedom om hur man räknar med krafter, hur moment beräknas, hur kraftpar hanterasDå tidsdifferensen görs allt mindre, erhålls såsom gränsvärde då går mot noll, den momentana kraft likt verkar vid systemet:
Kraften definieras då likt tidsderivatan från rörelsemängden. Inom klassisk dynamik existerar ofta systemets massa konstant beneath den period kraften verkar samt då förenklas Newtons andra team mot
där existerar systemets acceleration samt existerar systemets massa.
Referenssystem var Newtons andra team vid formen gäller kallas inertialsystem samt innebär för att referenssystemet självt ej accelererar. Denna idealisering passade in inom dåtidens naturfilosofiska tro vid en helt utrymme samt enstaka helt period. en helt inertialsystem finns inom egentlig fras ej utan måste väljas.
på grund av praktiska ändamål går detta inom dem flesta fall för att hitta en referenssystem vilket förmå tjäna liksom en inertialsystem. inom vissa fall existerar referenssystemet jorden enstaka tillräckligt god approximation från en inertialsystem samt till studier från planetsystemet går detta för att mot modell välja en referenssystem liksom fixeras inom avlägsna stjärnor samt galaxer.
Tron vid en helt utrymme ledde vetenskapsmännen för att söka efter detta inom samt tillsammans fastställandet från ljusets hastighet inom Maxwells ekvationer (se etern).
Krafternas orsak
[redigera | redigera wikitext]Enligt modern fysik uppstår krafter genom interaktion mellan elementarpartiklar. Krafter tillsammans makroskopisk hur långt något sträcker sig eller når existerar gravitationen samt elektromagnetismen.
En obalanserad kraft är en kraft som ändrar positionen, hastigheten eller riktningen för objektet som det appliceras påElektromagnetismen ger upphov mot flera från dem krafter vilket förekommer inom vardagliga kontext, bland annat normalkraft, friktion samt ytspänning.
De fyra fundamentala naturkrafterna
[redigera | redigera wikitext]Se vidare Fundamental växelverkan
Konservativa krafter
[redigera | redigera wikitext]Dissipativa krafter
[redigera | redigera wikitext]Fiktiva krafter
[redigera | redigera wikitext]Krafter samt potentialer
[redigera | redigera wikitext]Om en struktur enbart påverkas från konservativa krafter är kapabel dess totala energi tecknas vilket summan från den denkbar samt den kinetiska energin hos systemet.
Den denkbar energin kopplas mot exempelvis ett elektrisk kraft liksom verkar vid enstaka laddning.
Den elektriska Coulombkraften mellan numeriskt värde laddade partiklar samt vid avståndet ifrån varandra skrivs såsom
vilket kunna tecknas ifall mot enstaka elektrisk potential, knut mot samt orsakad från laddningen :
Likaledes kunna den gravitationella kraften mellan numeriskt värde massor samt vid avståndet ifrån varandra tecknas vilket
vilket förmå tecknas ifall mot ett gravitationell potential knut mot samt orsakad från massan :
Om enstaka icke-konservativ kraft påverkar systemet behöver ett begrepp på grund av dess sysselsättning läggas mot den totala energin.
Alla kroppar betraktas dessutom som stela och odeformerbaraDenna är kapabel ej notera tillsammans med hjälp från enstaka potential utan enbart vid den allmänna formen .
Historik
[redigera | redigera wikitext]Aristoteles ansåg för att enstaka kraft (han använde dock ej detta uttryck) behövdes till för att hålla ett lekamen inom rörelse. Sålunda går Newtons samt Aristoteles ögonkontakt vid rörelse stick inom förpartiet av en båt mot varandra.
tillsammans med Newtons definition behövs ett kraft på grund av för att förändra enstaka kropps rörelse. enstaka lekamen inom helt vakuum samt långt ifrån ytterligare ämne skulle sålunda bete sig helt olika i enlighet med dessa numeriskt värde förklaringar. Vidare hävdade Aristoteles även för att olika tunga objekt faller olika fort.
Galileo Galilei utförde experiment till för att analysera fallande kroppar samt tog genom sina studier inledande steget mot enstaka omvälvning från den förhärskande bilden från hur kroppar påverkas från krafter, bland annat hävdade han för att tunga samt lätta objekt faller lika fort, något likt han i enlighet med ett välkänd legende bör äga demonstrerat genom för att släppa olika tunga objekt ifrån lutande tornet inom Pisa.
Om du balanserar en pekpinne på fingret och den börjar tippa så hjälper det inte att öka kraften uppåt - det kommer bara att göra att den tippar snabbareDen danske astronomenTycho Brahe utförde noggranna studier vid himlakroppar samt noterade deras rörelser inom tabeller. beneath sin tidsperiod såsom hovastronom träffade Brahe den matematiskt begåvade Johannes Kepler. Kepler systematiserade Brahes tabeller samt fann för att himlakropparna följde vissa mönster. han härledde ur Brahes tabeller Keplers lagar till himlakropparna.
Förutom tyngdkraft behandlar statiken endast yttre krafterSlutsatsen från Keplers arbeten plats för att himlakropparna rörde sig inom ellipser tillsammans med solen inom en brännpunkten. Newtons jobb beneath slutet från 1600-talet förklarade Keplers lagar, varför olika tunga objekt faller lika fort samt många annat. på grund av inledande gången gavs ett enhetlig teori till kroppars rörelse. Genom Newtons jobb sammanbands den celesta mekaniken tillsammans mer något som ligger nära eller är i närheten mekanik (lutande strategi, fallande kroppar).
Newton ledde sålunda enstaka revolution genom för att hävda för att identisk principer styr experiment utförda vid jorden samt himlakropparnas rörelser. beneath 1700- samt 1800-talen utarbetades olika förfiningar från Newtons teorier, bland annat d'Alemberts princip, Lagranges arbeten samt Hamiltons beskrivning från lagen ifall minimal verkan - Hamiltons princip.
Genom dessa senare arbeten gavs mekaniken samt kraftbegreppet enstaka konsistent förklaring samt kraftfulla metoder på grund av problemlösning samt teoribyggande sattes vid område. Viktiga bidrag rörande kraftbegreppet samt tillhörande teorier gavs även från bland annat Euler, Bernoullie[vem?] samt Laplace.
I samt tillsammans Maxwells beskrivning från lagarna till elektromagnetism framkom för att ljusets hastighet inom vakuum intar enstaka särställning inom fysiken.
beneath dem senare decennierna från 1800-talet arbetades intensivt tillsammans för att förklara ljusets hastighet inom ramen på grund av den Newtonska mekaniken samt Maxwells elektrodynamik. Detta jobb byggde vid existensen från idén ifall detta absoluta rummet samt den absoluta tiden, såsom postulerats inom den newtonska mekaniken.
Michelson samt Morley genomförde en berömt experiment (Michelson–Morleys experiment) till för att påvisa ljusets hastighet genom etern, dock utan succé. Slutligen löstes denna fråga från Albert Einstein likt postulerade vilket ingen ytterligare fysiken vågat - Newton ägde fel ifall detta absoluta rummet samt den absoluta tiden.
Inre krafter och deformationer behandlas i hållfasthetsläranEinsteins jobb, likt resulterade inom den speciella samt den allmänna relativitetsteorin, kullkastade Newtons principer samt gav enstaka fräsch förklaring vid den celesta mekaniken. Himlakroppar hålls inom sina banor kring varandra vid bas från enstaka materiaansamlings krökning från den sålunda kallade rumtiden.
Decennierna efter Einsteins jobb utvecklades kvantmekaniken vilket förklarade den diskrepans mellan teori samt experiment vad gäller många små fysikaliska struktur (svartkroppsstrålning, atomära spektra, mm).
i enlighet med denna teori förklaras kraftbegreppet vilket en utbyte från kraftförmedlande partiklar, mot modell fotonen på grund av elektromagnetiska krafter.
Idag råder en febrilt jobb på grund av för att söka hitta enstaka teori såsom redogör diskrepansen mellan kvantmekanik samt den allmänna relativitetsteorin. titta mot modell loopkvantgravitation samt strängteori.
Relaterade storheter
[redigera | redigera wikitext]Kraft används till för att direkt härleda energi.
Om tyngdpunkten (eller masscentrum) är över stödytan eller under upphängningspunkten har vi en stabil jämviktEnergi omsätts angående kraften får verka beneath ett viss sträcka (fysikaliskt arbete), energimängden blir då proportionell mot kraften samt sträckan. inom dagligt anförande förekommer formulering vilket "elektrisk kraft" samt detta existerar vanligtvis en felaktigt formulering. Man brukar mena elektrisk påverkan alternativt kanske elektrisk energi.
Våra idéer förleds även från den vardagliga erfarenheten från handkraft; oss blir utmattad från för att hålla en tungt objekt. oss överför ingen energi mot detta objekt oss håller stilla, dock våra kroppsfunktioner omsätter ändå mer energi än vanligt, likt avgår såsom spillvärme.