Vad är rörelse fysik och kraft
En kraft är en fysikalisk storhet med storlek och riktningKraft
- För andra betydelser, titta Kraft (olika betydelser).
Kraft existerar inom fysiken enstaka abstraktion på grund av för att förklara samt förklara orsaken mot förändringar från en föremåls hastighet. ifall flera krafter verkar vid identisk objekt förmå 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 kunna sägas definiera krafter såsom verkar vid en struktur. dem tre lagarna är:
- En lekamen såsom ej påverkas från yttre krafter förblir inom sitt tillåtelse från vila alternativt likformig, rätlinjig rörelse.
- Ändringen per tidsenhet från ett 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, sålunda för att dem ömsesidigt mellan numeriskt värde kroppar verkande krafterna ständigt existerar lika stora samt motsatt riktade.
Enhet
[redigera | redigera wikitext]SI-enheten på grund av kraft existerar newton (N), namngiven efter fysikern Isaac Newton.
1 newton definieras såsom den kraft liksom behövs på grund av för att hastighet ett massa vid 1 kg tillsammans med 1 meter/sekund².
Krafter som verkar på ett objekt kan sålunda representeras med vektorer och adderas (med vektoralgebra) till en nettokraftÄldre enheter existerar kilopond samt dyn. inom detta brittiska systemet används enheten pound-force.
Definitioner
[redigera | redigera wikitext]En kraft existerar enstaka fysikalisk betydelse tillsammans storlek samt riktning. Krafter liksom verkar vid en objekt kunna sålunda representeras tillsammans med vektorer samt adderas (med vektoralgebra) mot ett nettokraft. ifall nettokraften existerar skild ifrån noll förändras objektets rörelsevektor, detta önskar yttra dess fart alternativt rörelseriktning alternativt bådadera.
Enligt Newtons andra team definieras ett kraft genom förändringen från en systems rörelsemängd ovan tiden:
där anger ett förändring från storheten (rörelsemängden, systemets massa multiplicerad tillsammans med dess hastighet) samt var existerar tiden. Då tidsdifferensen görs allt mindre, erhålls vilket gränsvärde då går mot noll, den momentana kraft vilket 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 plats samt enstaka helt tidsperiod.
Kraft är något som sätter föremål i rörelse, ändrar riktning på föremålets rörelse eller förändrar dess hastigheten helt inertialsystem finns inom egentlig fras ej utan måste väljas. till praktiska ändamål går detta inom dem flesta fall för att hitta en referenssystem likt förmå tjäna såsom en inertialsystem. inom vissa fall existerar referenssystemet jorden ett tillräckligt god approximation från en inertialsystem samt på grund av studier från planetsystemet går detta för att mot modell välja en referenssystem liksom fixeras inom avlägsna stjärnor samt galaxer.
Tron vid en helt boende 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 täckning existerar gravitationen samt elektromagnetismen.
Elektromagnetismen 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 liksom summan från den möglich samt den kinetiska energin hos systemet.
Grundbegrepp är position, hastighet och acceleration, som i två och tre dimensioner beskrivs med vektorerDen denkbar energin kopplas mot exempelvis enstaka elektrisk kraft likt verkar vid enstaka laddning.
Den elektriska Coulombkraften mellan numeriskt värde laddade partiklar samt vid avståndet ifrån varandra skrivs vilket
vilket kunna tecknas ifall mot enstaka elektrisk potential, knut mot samt orsakad från laddningen :
Likaledes är kapabel den gravitationella kraften mellan numeriskt värde massor samt vid avståndet ifrån varandra tecknas såsom
vilket kunna tecknas angående mot ett gravitationell potential knut mot samt orsakad från massan :
Om enstaka icke-konservativ kraft påverkar systemet behöver ett begrepp på grund av dess jobb läggas mot den totala energin.
Denna är kapabel ej nedteckna tillsammans med hjälp från ett 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 enstaka 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.
Om nettokraften är skild från noll förändras objektets rörelsevektor, det vill säga dess fart eller rörelseriktning eller bådaderaett 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 ett 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 denne i enlighet med ett välkänd legende bör äga demonstrerat genom för att släppa olika tunga objekt ifrån lutande tornet inom Pisa.
Den danske astronomenTycho Brahe utförde noggranna studier vid himlakroppar samt noterade deras rörelser inom tabeller.
Kraft kan också ändra form på ett föremålbeneath sin period liksom 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 på grund av himlakropparna. Slutsatsen från Keplers arbeten fanns för att himlakropparna rörde sig inom ellipser tillsammans solen inom en brännpunkten.
Newtons jobb beneath slutet från talet förklarade Keplers lagar, varför olika tunga objekt faller lika fort samt många annat. till inledande gången gavs enstaka enhetlig teori på grund av kroppars rörelse. Genom Newtons sysselsättning 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 samt talen utarbetades olika förfiningar från Newtons teorier, bland annat d'Alemberts princip, Lagranges arbeten samt Hamiltons beskrivning från lagen angående 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 med Maxwells beskrivning från lagarna till elektromagnetism framkom för att ljusets hastighet inom vakuum intar enstaka särställning inom fysiken.
beneath dem senare decennierna från talet arbetades intensivt tillsammans för att förklara ljusets hastighet inom ramen till den Newtonska mekaniken samt Maxwells elektrodynamik. Detta sysselsättning byggde vid existensen från idén angående detta absoluta rummet samt den absoluta tiden, såsom postulerats inom den newtonska mekaniken.
Michelson samt Morley genomförde en berömt experiment (Michelson–Morleys experiment) på grund av 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 angående detta absoluta rummet samt den absoluta tiden.
Einsteins jobb, såsom 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 ett materiaansamlings krökning från den därför kallade rumtiden.
Decennierna efter Einsteins sysselsättning utvecklades kvantmekaniken liksom 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 till elektromagnetiska krafter.
Krafter är ett begrepp som uppfanns redan på slutet av talet, genom att ett äpple trillade ner på Isac Newtons huvud! I detta avsnitt ska vi djupdyka i begreppen krafter och rörelseIdag råder en febrilt sysselsättning på grund av för att söka hitta ett teori vilket 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. Energi omsätts ifall kraften får verka beneath ett viss sträcka (fysikaliskt arbete), energimängden blir då proportionell mot kraften samt sträckan.
En kraft har alltid en storlek och en riktninginom dagligt anförande förekommer formulering liksom "elektrisk kraft" samt detta existerar vanligtvis en felaktigt formulering. Man brukar mena elektrisk påverkan alternativt kanske elektrisk energi. Våra reflektioner 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, såsom avgår liksom spillvärme.