Vad är rörelse fysik och kraft
Kraft
- För andra betydelser, titta Kraft (olika betydelser).
Kraft existerar inom fysiken ett abstraktion till för att förklara samt förklara orsaken mot förändringar från en föremåls hastighet. ifall flera krafter verkar vid identisk objekt kunna dem ta ut varandra samt orsakar då ingen förändring från hastigheten.[1] inom sin nutida fras infördes kraftbegreppet från Isaac Newton.
Inom den klassiska fysiken redogör Newtons tre rörelselagar kroppars rörelse beneath effekt från krafter samt dessa tre lagar kunna sägas definiera krafter likt verkar vid en struktur.
dem tre lagarna är:
- En lekamen likt ej påverkas från yttre krafter förblir inom sitt tillåtelse från vila alternativt likformig, rätlinjig rörelse.
- Ändringen per tidsenhet från ett kropps rörelsemängd existerar proportionell mot den verkande kraften samt ligger inom dennas riktning.
- Mot varenda kraft svarar enstaka ytterligare lika massiv samt motsatt riktad kraft, således för att dem ömsesidigt mellan numeriskt värde kroppar verkande krafterna ständigt existerar lika stora samt motsatt riktade.
Enhet
[redigera | redigera wikitext]SI-enheten på grund av kraft existerar newton (N), namngiven efter fysikern Isaac Newton.
1 newton definieras såsom den kraft likt behövs till för att påskynda ett massa vid 1 kg tillsammans med 1 meter/sekund². Äldre enheter existerar kilopond samt dyn.
inom detta brittiska systemet används enheten pound-force.
Definitioner
[redigera | redigera wikitext]En kraft existerar enstaka fysikalisk betydelse tillsammans med storlek samt riktning. Krafter såsom verkar vid en objekt är kapabel sålunda representeras tillsammans med vektorer samt adderas (med vektoralgebra) mot ett nettokraft.
ifall nettokraften existerar skild ifrån noll förändras objektets rörelsevektor, detta önskar yttra dess fart alternativt rörelseriktning alternativt bådadera.
Enligt Newtons andra team definieras enstaka kraft genom förändringen från en systems rörelsemängd ovan tiden:
där anger ett förändring från storheten (rörelsemängden, systemets massa multiplicerad tillsammans dess hastighet) samt var existerar tiden.
Då tidsdifferensen görs allt mindre, erhålls liksom gränsvärde då går mot noll, den momentana kraft likt verkar vid systemet:
Kraften definieras då såsom tidsderivatan från rörelsemängden. Inom klassisk dynamik existerar ofta systemets massa konstant beneath den period kraften verkar samt då förenklas Newtons andra team mot
där existerar systemets acceleration samt existerar systemets massa.
Referenssystem var Newtons andra team vid formen gäller kallas inertialsystem samt innebär för att referenssystemet självt ej accelererar.
En kraft har alltid en storlek och en riktningDenna idealisering passade in inom dåtidens naturfilosofiska tro vid en helt plats samt enstaka helt period. en helt inertialsystem finns inom egentlig fras ej utan måste väljas. till praktiska ändamål går detta inom dem flesta fall för att hitta en referenssystem likt är kapabel tjäna liksom en inertialsystem. inom vissa fall existerar referenssystemet jorden ett tillräckligt god approximation från en inertialsystem samt till studier från planetsystemet går detta för att mot modell välja en referenssystem såsom fixeras inom avlägsna stjärnor samt galaxer.
Kraft är något som sätter föremål i rörelse, ändrar riktning på föremålets rörelse eller förändrar dess hastighetTron vid en helt plats ledde vetenskapsmännen för att söka efter detta inom samt tillsammans fastställandet från ljusets hastighet inom Maxwells ekvationer (se etern).
Krafternas orsak
[redigera | redigera wikitext]Enligt modern fysik uppstår krafter genom interaktion mellan elementarpartiklar. Krafter tillsammans med makroskopisk hur långt något sträcker sig eller når existerar gravitationen samt elektromagnetismen.
Elektromagnetismen ger upphov mot flera från dem krafter såsom förekommer inom vardagliga kontext, bland annat normalkraft, friktion samt ytspänning.
De fyra fundamentala naturkrafterna
[redigera | redigera wikitext]Se vidare Fundamental växelverkan
Konservativa krafter
[redigera | redigera wikitext]Dissipativa krafter
[redigera | redigera wikitext]Fiktiva krafter
[redigera | redigera wikitext]Krafter samt potentialer
[redigera | redigera wikitext]Om en struktur enbart påverkas från konservativa krafter är kapabel dess totala energi tecknas såsom summan från den denkbar samt den kinetiska energin hos systemet.
Den möglich energin kopplas mot exempelvis enstaka elektrisk kraft vilket verkar vid ett laddning.
En kraft är en fysikalisk storhet med storlek och riktningDen elektriska Coulombkraften mellan numeriskt värde laddade partiklar samt vid avståndet ifrån varandra skrivs liksom
vilket förmå tecknas ifall mot ett elektrisk potential, knut mot samt orsakad från laddningen :
Likaledes förmå den gravitationella kraften mellan numeriskt värde massor samt vid avståndet ifrån varandra tecknas likt
vilket förmå tecknas angående mot ett gravitationell potential knut mot samt orsakad från massan :
Om ett icke-konservativ kraft påverkar systemet behöver ett begrepp till dess sysselsättning läggas mot den totala energin.
Denna förmå ej nedteckna tillsammans med hjälp från enstaka potential utan enbart vid den allmänna formen .
Historik
[redigera | redigera wikitext]Aristoteles ansåg för att enstaka kraft (han använde dock ej detta uttryck) behövdes till för att hålla ett lekamen inom rörelse. Sålunda går Newtons samt Aristoteles ögonkontakt vid rörelse stick inom förpartiet av en båt mot varandra.
Om nettokraften är skild från noll förändras objektets rörelsevektor, det vill säga dess fart eller rörelseriktning eller bådaderatillsammans Newtons definition behövs ett kraft på grund av för att förändra ett kropps rörelse. ett lekamen inom helt vakuum samt långt ifrån ytterligare ämne skulle sålunda bete sig helt olika i enlighet med dessa numeriskt värde förklaringar. Vidare hävdade Aristoteles även för att olika tunga objekt faller olika fort.
Galileo Galilei utförde experiment på grund av för att analysera fallande kroppar samt tog genom sina studier inledande steget mot ett omvälvning från den förhärskande bilden från hur kroppar påverkas från krafter, bland annat hävdade denne för att tunga samt lätta objekt faller lika fort, något likt han i enlighet med ett välkänd legende bör äga demonstrerat genom för att släppa olika tunga objekt ifrån lutande tornet inom Pisa.
Den danske astronomenTycho Brahe utförde noggranna studier vid himlakroppar samt noterade deras rörelser inom tabeller. beneath sin tidsperiod vilket hovastronom träffade Brahe den matematiskt begåvade Johannes Kepler.
Krafter är ett begrepp som uppfanns redan på slutet av talet, genom att ett äpple trillade ner på Isac Newtons huvud! I detta avsnitt ska vi djupdyka i begreppen krafter och rörelseKepler systematiserade Brahes tabeller samt fann för att himlakropparna följde vissa mönster. han härledde ur Brahes tabeller Keplers lagar på grund av himlakropparna. Slutsatsen från Keplers arbeten fanns för att himlakropparna rörde sig inom ellipser tillsammans med solen inom en brännpunkten. Newtons sysselsättning beneath slutet från talet förklarade Keplers lagar, varför olika tunga objekt faller lika fort samt många annat.
på grund av inledande gången gavs enstaka enhetlig teori till kroppars rörelse. Genom Newtons jobb sammanbands den celesta mekaniken tillsammans med mer något som ligger nära eller är i närheten mekanik (lutande program, fallande kroppar). Newton ledde sålunda enstaka revolution genom för att hävda för att identisk principer styr experiment utförda vid jorden samt himlakropparnas rörelser.
beneath samt talen utarbetades olika förfiningar från Newtons teorier, bland annat d'Alemberts princip, Lagranges arbeten samt Hamiltons beskrivning från lagen angående minimal verkan - Hamiltons princip. Genom dessa senare arbeten gavs mekaniken samt kraftbegreppet ett konsistent förklaring samt kraftfulla metoder till problemlösning samt teoribyggande sattes vid ställe.
Viktiga bidrag rörande kraftbegreppet samt tillhörande teorier gavs även från bland annat Euler, Bernoullie[vem?] samt Laplace.
Krafter som verkar på ett objekt kan sålunda representeras med vektorer och adderas (med vektoralgebra) till en nettokraftI samt tillsammans Maxwells beskrivning från lagarna på grund av elektromagnetism framkom för att ljusets hastighet inom vakuum intar ett särställning inom fysiken. beneath dem senare decennierna från talet arbetades intensivt tillsammans med för att förklara ljusets hastighet inom ramen till den Newtonska mekaniken samt Maxwells elektrodynamik. Detta jobb byggde vid existensen från idén angående detta absoluta rummet samt den absoluta tiden, såsom postulerats inom den newtonska mekaniken.
Michelson samt Morley genomförde en berömt experiment (Michelson–Morleys experiment) på grund av för att påvisa ljusets hastighet genom etern, dock utan succé. Slutligen löstes denna fråga från Albert Einstein liksom postulerade vad ingen ytterligare fysiken vågat - Newton ägde fel ifall detta absoluta rummet samt den absoluta tiden.
Einsteins sysselsättning, såsom resulterade inom den speciella samt den allmänna relativitetsteorin, kullkastade Newtons principer samt gav ett fräsch förklaring vid den celesta mekaniken. Himlakroppar hålls inom sina banor kring varandra vid bas från ett materiaansamlings krökning från den således kallade rumtiden.
Decennierna efter Einsteins sysselsättning utvecklades kvantmekaniken liksom förklarade den diskrepans mellan teori samt experiment vad gäller många små fysikaliska struktur (svartkroppsstrålning, atomära spektra, mm).
i enlighet med denna teori förklaras kraftbegreppet såsom en utbyte från kraftförmedlande partiklar, mot modell fotonen till elektromagnetiska krafter.
Idag råder en febrilt sysselsättning på grund av för att söka hitta enstaka teori såsom redogör diskrepansen mellan kvantmekanik samt den allmänna relativitetsteorin. titta mot modell loopkvantgravitation samt strängteori.
Relaterade storheter
[redigera | redigera wikitext]Kraft används på grund av för att direkt härleda energi. Energi omsätts ifall kraften får verka beneath enstaka viss sträcka (fysikaliskt arbete), energimängden blir då proportionell mot kraften samt sträckan. inom dagligt anförande förekommer formulering likt "elektrisk kraft" samt detta existerar vanligtvis en felaktigt formulering.
Man brukar mena elektrisk konsekvens alternativt kanske elektrisk energi.
Rörelse är inom fysiken en kropps lägesändringVåra reflektioner förleds även från den vardagliga erfarenheten från handkraft; oss blir utmattad från för att hålla en tungt objekt. oss överför ingen energi mot detta objekt oss håller stilla, dock våra kroppsfunktioner omsätter ändå mer energi än vanligt, såsom avgår likt spillvärme.