De eerste van Sir Isaac Newtons Three Laws of Motion, die de basis vormen van de klassieke mechanica, stelt dat een object in rust of in een staat van uniforme beweging zal voor onbepaalde tijd zo blijven in de afwezigheid van een externe dwingen. Met andere woorden, een kracht is die kracht die 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 directioneel
Wanneer natuurkundigen spreken over de snelheid van een object, hebben ze het 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 - een kracht die direct tegengesteld is de snelheid van een object heeft een ander effect op het object dan een kracht die haaks op zijn. werkt beweging. In wiskundige termen, kracht, snelheid en versnelling -- dat is de snelheid waarmee de snelheid verandert geproduceerd door een kracht -- zijn "vector"-grootheden, wat een term is die hun richting aangeeft onderdeel.
Krachten die op een vliegtuig werken
De gemakkelijkste manier om te begrijpen hoe een kracht de snelheid van een object verandert, is door je voor te stellen dat die kracht in dezelfde richting werkt als de snelheid. De straalmotoren van een vliegtuig leveren bijvoorbeeld een kracht die in de richting van de beweging van het vliegtuig werkt, waardoor het een positieve versnelling krijgt en het sneller gaat. Luchtwrijving daarentegen werkt rechtstreeks de beweging van het vliegtuig tegen 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 stuwkracht van luchtdruk op de aerodynamisch ontworpen vleugels de kracht in evenwicht brengen van wrijving en andere vertragende krachten, waaronder de zwaartekracht, vliegt het vliegtuig met een constante snelheid naar zijn bestemming.
De kracht van de zwaartekracht
De aantrekkingskracht die de zon op de aarde uitoefent, is een voorbeeld van een kracht met een belangrijke richtingscomponent. Omdat de zwaartekracht loodrecht op de beweging van de aarde werkt, verandert het niet de snelheid waarmee de planeet reist, maar verandert het constant de richting. Als gevolg hiervan beweegt de aarde in een bijna cirkelvormige baan. De snelheid van de aarde mag dan relatief constant zijn, haar snelheid verandert altijd als gevolg van de zwaartekracht die haar altijd naar de zon trekt. Dezelfde zwaartekracht houdt satellieten in een baan rond de aarde.
Vrijlichaamsdiagrammen
De wiskundige relatie tussen kracht (F) die op een object wordt uitgeoefend en zijn versnelling (a) is F = m•a, waarbij "m" de massa van het object is. De eenheid voor kracht in het metrieke stelsel is de newton, die is vernoemd naar Isaac Newton, de Engelse natuurkundige die de relatie formuleerde. In de echte wereld werken er meestal meerdere krachten op een lichaam, elk met een richtingscomponent. Deze krachten kunnen mechanisch, zwaartekracht, elektrisch of magnetisch van aard zijn. Om de beweging van het object te voorspellen, is het vaak handig om een vrijlichaamsdiagram te tekenen, dat een grafische weergave is van deze krachten die de grootte en richting van elk ervan weergeeft.