Stärke ist eines der Schlüsselkonzepte in der Physik. Dies ist eine grundlegende Größe, die die Wechselwirkung von Körpern untereinander beschreibt. Kraft ist definiert als die Größe, die den Bewegungszustand oder die Körperform verändern kann.
Kraft definieren
Eine Kraft ist eine Vektorgröße, die Eigenschaften wie Richtung, Größe und Anwendungspunkt aufweist. Es kann eine Beschleunigung oder Veränderung der Körperform verursachen, abhängig von der Kraft des Körpers, auf den es wirkt.
Kraftformel
Die Kraft wird durch die Formel berechnet F = m * a wobei F die Kraft ist, m die Körpermasse ist und a die durch Kraft verursachte Beschleunigung ist. Die Maßeinheit für die Kraft im Internationalen System ist Newton (H).
Beispiele für Stärke
Beispiele für Stärke können zahlreiche Situationen aus dem Alltag sein. Wenn du den Einkaufswagen schiebst, wirkt eine Kraft auf ihn, die die Beschleunigung des Einkaufswagens bewirkt. Wenn Sie die Ladung heben, wirkt eine nach oben gerichtete Kraft auf Sie und die Ladung.
Was ist Kraft in der Physik?
Die Kraft wird in Newton (H) gemessen und als das Produkt des Körpergewichts für seine Beschleunigung definiert. Die Formel zur Berechnung der Kraft (F) lautet wie folgt: F = m * a, wobei m das Körpergewicht ist und a seine Beschleunigung ist. Im SI-System ist die Kraft 1 Newton, wenn sie eine Beschleunigung von 1 m / s2 auf einen Körper mit einem Gewicht von 1 kg ausüben kann.
Beispiele für Kräfte in der Physik sind Schwerkraft, Druck, Magnetfeld, Reibungskraft und andere. Die Schwerkraft zieht alle Objekte zum Boden an und bestimmt ihr Gewicht. Der Druck tritt auf, wenn eine Kraft auf die Oberfläche einwirkt. Das Magnetfeld löst die Wechselwirkung zwischen den Magneten aus und beeinflusst die Bewegung geladener Teilchen. Die Reibungskraft wirkt der Bewegung des Körpers entlang der Oberfläche entgegen und kann ihn verlangsamen.
Definition, Werte und Einheiten
Stärke definiert als das Produkt des Körpergewichts, um es zu beschleunigen. Die Formel zur Berechnung der Kraft lautet wie folgt: F = ma wobei F die Kraft ist, m das Körpergewicht ist und a die Beschleunigung ist.
Der Kraftwert gibt an, wie stark ein Körper auf einen anderen einwirkt. Je größer die Kraft ist, desto stärker ist die Wirkung. Stärke kann sowohl positiv als auch negativ sein. Eine positive Kraft zeigt einen Einfluss in einer Richtung an, während eine negative Kraft in der entgegengesetzten Richtung auftritt.
Maßeinheit für Kraft - Newton. Newton ist die Kraft, die benötigt wird, um einem Gewicht von 1 Kilogramm eine Beschleunigung von 1 Meter pro Sekunde in einem Quadrat zu verleihen. Andere Kraftmesseinheiten, die in verschiedenen Systemen verwendet werden, umfassen Kilogramm-Kraft und Dinah.
Die Kraftformel und ihre Anwendung
- F - kraft gemessen in Newton;
- m - körpergewicht, gemessen in Kilogramm;
- a - beschleunigung gemessen in Metern pro Sekunde im Quadrat.
Die Kraftformel basiert auf Newtons zweitem Gesetz, das besagt, dass die Kraft, die auf den Körper wirkt, proportional zu seiner Masse und Beschleunigung ist. Mit dieser Formel können Sie bestimmen, welche Kraft bei bestimmten Werten für Masse und Beschleunigung auf den Körper wirkt. Wenn zum Beispiel das Körpergewicht 5 kg beträgt und die Beschleunigung 10 m / s ^ 2 beträgt, beträgt die auf den Körper wirkende Kraft 50 N (Newton).
Die Kraftformel findet breite Anwendung in verschiedenen Bereichen der Physik. Es wird verwendet, um Probleme der Dynamik zu lösen, die wirksame Kraft zu bestimmen, die Reibungskraft zu berechnen und viele physikalische Phänomene und Prozesse zu erklären. Eine Kraftformel erklärt beispielsweise, warum sich der Körper durch einen starken Schlag bewegt oder warum der Körper Kraft ausüben muss, um die Reibungskraft zu überwinden und sich zu bewegen.
Beispiele für Kraftberechnungen
Beispiel 1: Berechnen der Anziehungskraft zwischen zwei Körpern
Lassen Sie uns zwei Körper mit einem Gewicht von m1 und m2 haben, die sich in einem Abstand von r voneinander befinden. Die Anziehungskraft (F) zwischen diesen Körpern kann mit einer Formel berechnet werden:
F = G * (m1 * m2) / r^2
wobei G eine Gravitationskonstante ist (ungefähr gleich 6.67430 × 10^-11 N * m ^ 2 / kg^ 2).
Beispiel 2: Berechnen der Reibungskraft
Angenommen, wir haben ein Objekt mit einer Masse von m, das sich mit einem Reibungskoeffizienten von μ auf einer horizontalen Oberfläche bewegt. Die Reibungskraft (F) zwischen einem Objekt und einer Oberfläche kann mithilfe einer Formel berechnet werden:
wobei g die Beschleunigung des freien Falls ist (ungefähr gleich 9.8 m / s ^ 2).
Verschiedene Arten von Kräften
Schwerkraft
Die Schwerkraft ist die Kraft, mit der die Erde alle Körper zu ihrem Zentrum anzieht. Diese Kraft wird normalerweise als Gewichtskraft identifiziert und durch das Körpergewicht bestimmt. Die Formel zur Berechnung der Schwerkraft lautet wie folgt:
wobei F die Schwerkraft ist, m das Körpergewicht ist, g die Beschleunigung des freien Falls ist.
Reibungskraft
Reibungskräfte treten auf, wenn zwei Objekte miteinander in Berührung kommen und sich entlang der Oberfläche verschieben. Es gibt zwei Arten von Reibungskräften:
trockene Reibungs ist die Reibungskraft, die zwischen zwei harten Oberflächen entsteht, wenn sie übereinander gleiten. Diese Kraft kann die Bewegung verlangsamen oder sie dagegen auslösen.
Flüssige Reibung - dies ist die Reibungskraft, die auftritt, wenn sich der Körper innerhalb einer Flüssigkeit bewegt. Die Flüssigkeit erzeugt einen Widerstand, der die freie Bewegung des Körpers verhindert.
Federkraft
Die Kraft der Elastizität ist die Kraft, die auftritt, wenn sich ein elastischer Körper verformt und in seine ursprüngliche Form zurückkehrt. Diese Kraft hängt von Hooks Gesetz ab und die Formel lautet wie folgt:
wobei F die Elastizitätskraft ist, k der Steifheitskoeffizient ist, x die Verschiebung oder Verformung des Körpers ist.
Elektromagnetische Feldstärke
Die Kraft eines elektromagnetischen Feldes ist die Kraft, die auf geladene Teilchen im äußeren elektromagnetischen Feld einwirkt. Diese Kraft wird durch die Größe der Ladung des Teilchens, seine Geschwindigkeit und die Stärke des Magnetfeldes bestimmt. Die Formel zur Berechnung der Stärke eines elektromagnetischen Feldes lautet wie folgt:
wobei F die Kraft des elektromagnetischen Feldes ist, q die Größe der Ladung ist, E das elektrische Feld ist, v die Geschwindigkeit des Teilchens ist, B ist das Magnetfeld.
Gravitation, elektromagnetische und andere
In der Physik gibt es verschiedene Arten von Kräften, die zwischen Körpern interagieren. Einige sind weithin bekannt und erforscht, während andere gerade erst zu erforschen beginnen. Mehrere grundlegende Arten von Kräften können unterschieden werden:
Gravitationskraft: dies ist die Anziehungskraft zwischen zwei beliebigen Objekten mit Masse. Es ist auf das Vorhandensein von Masse in Objekten zurückzuführen und nimmt mit dem Abstand zwischen ihnen ab. Die Formel zur Berechnung der Gravitationskraft wird nach dem Newtonschen Gravitationsgesetz dargestellt: F = G · (m1 · m2) / r ^ 2, wobei F die Anziehungskraft ist, m1 und m2 die Masse von Körpern sind, r der Abstand zwischen ihnen ist und G die Gravitationskonstante ist.
elektromagnetische Kraft: dies ist die Kraft der Interaktion zwischen geladenen Körpern. Es kann sowohl anziehend (zwischen Körpern mit unterschiedlichen Ladungen) als auch abstoßend (zwischen Körpern mit identischen Ladungen) sein. Die Formel zur Berechnung der elektromagnetischen Kraft wird nach dem Coulomb-Gesetz dargestellt: F = k * / q1 * q2 / / r ^ 2, wobei F die Wechselwirkung ist, q1 und q2 die Ladungen von Körpern sind, r der Abstand zwischen ihnen ist und k die elektromagnetische Konstante ist.
Kernkraft: dies ist eine Kraft, die zwischen Protonen und Neutronen im Kern eines Atoms wirkt. Es sorgt für den Griff des Kerns und ist eine starke Kraft über kurze Entfernungen. Die Kernkraft ist sehr mächtig, aber relativ kurz wirkend und spielt bei makroskopischen Phänomenen keine bedeutende Rolle.
Schwerkraft: dies ist eine Kraft, die auf einen Körper in der Nähe der Erdoberfläche oder anderer himmlischer Objekte wirkt. Es ist auf das Vorhandensein von Masse am Körper zurückzuführen und nach unten gerichtet. Die Schwerkraft wird durch die Formel F = m · g berechnet, wobei F die Schwerkraft ist, m die Körpermasse ist und g die Beschleunigung des freien Falls ist, der ungefähre Wert auf der Erde beträgt etwa 9,8 m / s ^ 2.
Neben diesen Hauptkräften gibt es auch andere Kräfte wie Reibungskraft, Haftkraft, Elastizitätskraft usw. Jede von ihnen hat ihre eigenen Eigenschaften und kann verschiedene Objekte und Systeme in der Physik beeinflussen.
