Volgens de bewegingswetten van Newton is een ongebalanceerde kracht een kracht die een verandering veroorzaakt in de beweging van het object waarop de kracht wordt uitgeoefend. Een object in rust of een object in constante beweging blijft in rust of in ongewijzigde beweging tenzij het wordt onderworpen aan een onevenwichtige kracht. In dat geval versnelt het object in de richting van de kracht volgens de vergelijking: kracht is gelijk aan massa maal versnelling. Een ongebalanceerde kracht blijft een object versnellen totdat er een nieuwe tegenkracht ontstaat en een nieuw krachtenevenwicht wordt bereikt. Het versnelde object handhaaft dan een constante snelheid en de voorheen ongebalanceerde kracht wordt gecompenseerd door de nieuwe kracht.
TL; DR (te lang; niet gelezen)
Een ongebalanceerde kracht is een kracht die de positie, snelheid of richting van het object waarop het wordt toegepast verandert. De ongebalanceerde kracht versnelt het object met de versnelling recht evenredig met de grootte van de kracht en omgekeerd evenredig met de massa van het object.
Hoe ongebalanceerde krachten werken
In een stabiele toestand zijn alle krachten in evenwicht met alle objecten in rust of in een bepaalde richting met een vaste snelheid. Als een kracht begint toe te nemen of een nieuwe kracht wordt geïntroduceerd, kan de situatie veranderen, afhankelijk van de sterkte van de toenemende of de nieuwe kracht. Als de toenemende kracht of nieuwe kracht zwak is, wordt een nieuw krachtenevenwicht tot stand gebracht en verandert er niets. Als de toenemende of nieuwe kracht te sterk wordt voor het bestaande krachtenevenwicht, zullen objecten versnellen, bewegen en van positie of snelheid veranderen. De situatie zal blijven veranderen totdat een nieuw krachtenevenwicht is bereikt.
Een auto die in neutraal rolt op een rechte, vlakke snelweg is bijvoorbeeld onderhevig aan verschillende uitgebalanceerde en ongebalanceerde krachten. Het gewicht van de naar beneden duwende auto wordt precies in evenwicht gehouden door de kracht van het wegdek dat omhoog duwt. De auto accelereert dus niet op of af. De wrijving van de banden die op het wegdek rollen en de weerstand van de lucht zijn twee ongebalanceerde krachten die de auto vertragen. De traagheid van de auto houdt de auto aan het rollen, maar de twee ongebalanceerde krachten vertragen hem tot stilstand. Als de auto stopt, zijn alle krachten weer in balans en is er geen nieuwe acceleratie tenzij de bestuurder start de auto en rijdt weg, en voegt een nieuwe ongebalanceerde kracht toe die de vorige twee overwint krachten.
Gemeenschappelijke onevenwichtige krachten
Veel voorkomende krachten die vaak uit balans zijn, zijn de zwaartekracht en uitgeoefende krachten. Wanneer deze krachten uit balans zijn, versnellen objecten, veranderen van positie en vinden nieuwe configuraties waarvoor alle krachten weer in evenwicht zijn.
Het gewicht van een voorwerp is de kracht die door de zwaartekracht op dat voorwerp wordt uitgeoefend. Als een appel in een boom hangt, wordt de neerwaartse kracht van de zwaartekracht gecompenseerd door de opwaartse kracht van de stengel van de appel die aan een tak is bevestigd. Als de appel rijp is, komt de steel los. Op dat moment wordt de opwaartse kracht nul en is er een onevenwichtige zwaartekracht naar beneden. De appel valt. Wanneer het de grond raakt, zorgt de aarde voor een nieuwe opwaartse kracht die gelijk is aan de zwaartekracht, en de situatie is weer in evenwicht.
Toegepaste krachten zijn belangrijk omdat ze worden gebruikt om objecten te verplaatsen in overeenstemming met specifieke doeleinden. Om bijvoorbeeld een eettafel naar de andere kant van de kamer tegen een muur te verplaatsen, oefenen een of meer mensen een kracht uit door erop te duwen. Voordat de nieuwe kracht wordt toegepast, is alles in balans.
In het begin duwen de mensen misschien niet erg hard, en de tafel beweegt niet. Dan duwen mensen op de tafel en hun voeten duwen op de vloer met de kracht van wrijving. Evenzo duwt de tafel met een gelijke kracht terug vanwege de wrijving van zijn poten op de vloer. Uiteindelijk duwen de mensen hard genoeg om een onevenwichtige kracht te creëren om de wrijving van de tafel te overwinnen, en de tafel versnelt om over de vloer te glijden. Wanneer de mensen het tegen de muur hebben geduwd, is er een nieuw evenwicht van krachten en een nieuwe, stabiele situatie. In al deze gevallen veroorzaken ongebalanceerde krachten een herschikking van objecten naar een nieuwe, evenwichtige situatie.