De eerste van Sir Isaac Newton's Three Laws of Motion, die de basis vormt van de klassieke mechanica, stelt dat een object in rust of in een staat van uniforme beweging voor onbepaalde tijd zo zal blijven de afwezigheid van een externe kracht. Met andere woorden, een kracht is die welke een verandering in snelheid of versnelling veroorzaakt. De hoeveelheid versnelling die door een bepaalde kracht op een object wordt geproduceerd, wordt bepaald door de massa van het object.

Kracht en snelheid zijn directionele

Wanneer natuurkundigen spreken over de snelheid van een object, praten ze niet alleen over de snelheid van het object, maar ook over de richting waarin het beweegt. Evenzo heeft kracht zowel een richtingscomponent als een kwantitatieve component - een kracht die direct tegenover de snelheid van een object staat, heeft een ander effect op het object dan een kracht die haaks staat op zijn beweging. In wiskundige termen zijn kracht, snelheid en versnelling - wat de snelheid is van verandering van snelheid geproduceerd door een kracht - 'vector'-grootheden, wat een term is die hun richtingscomponent impliceert.

Krachten Handelen op een vliegtuig

De eenvoudigste manier om te begrijpen hoe een kracht de snelheid van een object verandert, is door je voor te stellen dat de kracht in dezelfde richting werkt als de snelheid. De straalmotoren in een vliegtuig zorgen bijvoorbeeld voor een kracht die werkt in de richting van de beweging van het vliegtuig, waardoor deze een positieve versnelling krijgt waardoor hij sneller gaat. Luchtwrijving daarentegen, staat lijnrecht tegenover de beweging van het vliegtuig en vertraagt ​​het; als de motoren stoppen met werken, valt het vliegtuig uit de lucht. Maar wanneer de kracht van de motor en de opwaartse druk van de luchtdruk op de aerodynamisch ontworpen vleugels de kracht van wrijving en andere vertragende krachten, inclusief zwaartekracht, in evenwicht houden, vliegt het vliegtuig met een constante snelheid naar zijn bestemming.

Force of Gravitation

De aantrekkingskracht van de zon op de aarde is een voorbeeld van een kracht met een belangrijke richtingscomponent. Omdat de zwaartekracht haaks staat op de beweging van de aarde, verandert dit niet de snelheid waarmee de planeet reist, maar verandert deze voortdurend van richting. Als gevolg hiervan beweegt de aarde in een bijna cirkelvormige baan. De snelheid van de aarde kan relatief constant zijn, maar de snelheid verandert altijd als gevolg van de zwaartekracht die het altijd naar de zon trekt. Dezelfde zwaartekracht houdt satellieten in een baan rond de aarde.

Vrije-lichaamsdiagrammen

De wiskundige relatie tussen kracht (F) uitgeoefend op een object en de versnelling (a) is F = m • a, waarbij "m" de massa van het object is. De eenheid voor kracht in het metrische systeem is de Newton, die is genoemd naar Isaac Newton, de Engelse natuurkundige die de relatie formuleerde. In de echte wereld zijn er meestal verschillende krachten die op een lichaam inwerken, elk met een richtingscomponent. Deze krachten kunnen mechanisch, gravitatief, elektrisch of magnetisch van aard zijn. Om de beweging van het object te voorspellen, is het vaak handig om een ​​vrij lichaam diagram te tekenen, wat een grafische weergave is van deze krachten die de grootte en richting van elk weergeeft.