Kraft

Det er vanlig å introdusera begrepet kraft ved den effekten ei kraft kan ha. For eksempel må du bruka ei kraft for å skubba eller dra ein gjenstand, og du må bruka ei kraft for å løfta ein gjenstand. Krefter kan også deformera ein gjenstand, som for eksempel å forlenga ei fjør eller klemma saman ein ball. Men den viktigaste effekten ei kraft har, er at den kan akselerera ein gjenstand, som for eksempel ein bil. Og dette har direkte samanheng med Newtons første og andre lov.

Newtons første lov definerer kraft kvalitativt: Kraft er det som får ein gjenstand til å endra bevegelsestilstand.
Newtons andre lov definerer kraft kvantitativt: Kraft = masse * akselerasjon, dvs F = ma

Enheten for kraft er Newton (N), som er det same som kg * m/s². Kraft er ein såkalt vektorstørrelse. Det betyr at den, på same måten som fart og akselerasjon, har både verdi og retning. Derfor tegnar vi den som ei pil. Kreftene på ein klosse (det er ofte det!) som blir dradd bortover ei flate kan vi då tegna slik:

Her er F krafta som vi drar med til høgre, R er friksjonskrafta som virkar frå underlaget på klossen mot bevegelsesretningen, G er tyngdekrafta som virkar frå jorda på klossen nedover, og N er normalkrafta frå underlaget på klossen og oppover. Her har eg markert "frå" og "på" for å understreka at ei kraft alltid er ein vekselvirkning mellom to objekt, og krefter opptrer alltid i par. Så til ei kvar kraft F som virkar frå A på B er det alltid ei motsatt retta kraft F* frå B på A. Dette kallast motkrafta til F. Ingen motkrefter er tegna inn på figuren. Merk at vi tegnar pilene slik at angrepspunktet (startpunktet for pilene) for R, N og F er ein eller annan stad i kontaktpunktet. Krefter som F, R og N som virkar i kontaktpunktet mellom objekta kallast kontaktkrefter. Tyngdekrafta G er derimot ei kraft som virkar på avstand, og kallast for ei fjernkraft. Når vi tegnar fjernkrefter, så er hovedregelen at  angrepspunktet er midt i gjenstanden. Andre avstandskrefter er eksempelvis elektriske og magnetiske krefter, mens eksempel på andre kontaktkrefter er luft- og væskemotstand.

Fundamentalkrefter

Fysikken reknar at alle krefter har sitt opphav i dei fire fundamentalkreftene. I stigande styrkegrad er det:

• Gravitasjonskrafta, som virkar mellom alle ting med masse / energi.
• Den elektromagnetiske krafta, som virkar mellom alle ting med elektrisk ladning.
• Den svake kjernekrafta, som gir opphav til radioaktivitet mm.
• Den sterke kjernekrafta (fargekrafta).

Alle disse tenkjer ein er formidla via såkalte kraftformidlarar. Ein tenkjer at den elektriske krafta og den magnetiske krafta bare er ulike måtar den elektromagnetiske krafta kan opptre på. Vidare beskriv Standardmodellen at elektromagnetisk kraft og svak vekselvirkning som to forskjellige aspekter av ei felles kraft kalla den elektrosvake krafta.

Måling av krefter

Den enklaste kraftmålaren er ei fjørvekt, som ofte blir brukt på laben. Når du drar i fjøra blir den jo forlenga, og forlenginga er omtrent proporsjonal med krafta. (Sjå Hookes lov.) Dermed kan du lesa av krafta i Newton direkte på skalaen.