Räkna ut kraft energi

Kraft är inom fysiken en abstraktion för att förklara och beskriva orsaken till förändringar av ett föremåls hastighet.

3.4 Arbete, energi och effekt

Om flera krafter verkar på samma föremål kan de ta ut varandra och orsakar då ingen förändring av hastigheten. Inom den klassiska fysiken förklarar Newtons tre rörelselagar kroppars rörelse under inverkan av krafter och dessa tre lagar kan sägas definiera krafter som verkar på ett system. De tre lagarna är:. SI-enheten för kraft är newton Nnamngiven efter fysikern Isaac Newton.

Äldre enheter är kilopond och dyn. I det brittiska systemet används enheten pound-force. En kraft är en fysikalisk storhet med storlek och riktning. Krafter som verkar på ett objekt kan sålunda representeras med vektorer och adderas med vektoralgebra till en nettokraft. Om nettokraften är skild från noll förändras objektets rörelsevektor, det vill säga dess fart eller rörelseriktning eller bådadera.

Enligt Newtons andra lag definieras en kraft genom förändringen av ett systems rörelsemängd över tiden:. Kraften definieras då som tidsderivatan av rörelsemängden. Inom klassisk dynamik är ofta systemets räkna ut kraft energi konstant under den tid kraften verkar och då förenklas Newtons andra lag till. Denna idealisering passade in i dåtidens naturfilosofiska tro på ett absolut rum och en absolut tid.

Fysikaliskt arbete och effekt

Ett absolut inertialsystem finns i egentlig mening inte utan måste väljas. För praktiska ändamål går det i de flesta fall att hitta ett referenssystem som kan tjäna som ett inertialsystem. I vissa fall är referenssystemet jorden en tillräckligt god approximation av ett inertialsystem och för studier av planetsystemet går det att till exempel välja ett referenssystem som fixeras i avlägsna stjärnor och galaxer.

Tron på ett absolut rum ledde vetenskapsmännen att söka efter detta i och med fastställandet av ljusets hastighet i Maxwells ekvationer se etern. Enligt modern fysik uppstår krafter genom växelverkan mellan elementarpartiklar. Krafter med makroskopisk räckvidd är gravitationen och elektromagnetismen. Elektromagnetismen ger upphov till många av de krafter som förekommer i vardagliga sammanhang, bland annat normalkraftfriktion och ytspänning.

Kalkylator

Se vidare Fundamental växelverkan. Om ett system enbart påverkas av konservativa krafter kan dess totala energi skrivas som summan av den potentiella och den kinetiska energin hos systemet. Den potentiella energin kopplas räkna ut kraft energi exempelvis en elektrisk kraft som verkar på en laddning. Om en icke-konservativ kraft påverkar systemet behöver en term för dess arbete läggas till den totala energin.

Aristoteles ansåg att en kraft han använde dock inte detta uttryck behövdes för att hålla en kropp i rörelse. Sålunda går Newtons och Aristoteles syn på rörelse stick i stäv mot varandra. Med Newtons räkna ut kraft energi krävs en kraft för att förändra en kropps rörelse. En kropp i absolut vakuum och långt från annan materia skulle sålunda bete sig helt olika enligt dessa två förklaringar.

Vidare hävdade Aristoteles även att olika tunga föremål faller olika fort. Galileo Galilei utförde experiment för att studera fallande kroppar och tog genom sina studier första steget mot en omvälvning av den förhärskande bilden av hur kroppar påverkas av krafter, bland annat hävdade han att tunga och lätta föremål faller lika fort, något som han enligt en välkänd myt ska ha demonstrerat genom att släppa olika tunga föremål från lutande tornet i Pisa.

Den danske astronomen Tycho Brahe utförde noggranna studier på himlakroppar och noterade deras rörelser i tabeller. Under sin tid som hovastronom mötte Brahe den matematiskt begåvade Johannes Kepler. Kepler systematiserade Brahes tabeller och fann att himlakropparna följde vissa mönster. Han härledde ur Brahes tabeller Keplers lagar för himlakropparna.

Slutsatsen av Keplers arbeten var att himlakropparna rörde sig i ellipser med solen i ena brännpunkten. Newtons arbete under slutet av talet förklarade Keplers lagar, varför olika tunga föremål faller lika fort och mycket annat. För första gången gavs en enhetlig teori för kroppars rörelse. Genom Newtons arbete sammanbands den celesta mekaniken med mer närliggande mekanik lutande plan, fallande kroppar.

Newtons andra lag formel 1 Nm = 1 Joule = 1 J. 1 Nm = 1 Joule = 1 J. Exempel på arbete En låda dras framåt med kraften Newton en sträcka på 25 meter.

Räkna ut kraft vid kollision De fyra fundamentala naturkrafterna Gravitation Elektromagnetisk kraft Stark kärnkraft Svag kärnkraft.

Newtons första lag W =Fs Om F =3N och s=−6m, har kraften uträttat arbetet W =−18Nm=−18J.

Newtons andra lag Avsnitt 1 av 9 Pågående Next → Kraft Inledning – Kraft Fysik 1 fortätter nu kring ämnet kraft, som vi kommer att stöta på även i våra två senare kapitlen (dvs.

Newton ledde sålunda en revolution genom att hävda att samma principer styr experiment utförda på jorden och himlakropparnas rörelser. Under och talen utarbetades olika förfiningar av Newtons teorier, bland annat d'Alemberts princip, Lagranges arbeten och Hamiltons formulering av lagen om minimal verkan - Hamiltons princip. Genom dessa senare arbeten gavs mekaniken och kraftbegreppet en konsistent förklaring och kraftfulla metoder för problemlösning och teoribyggande sattes på plats.

Viktiga bidrag rörande kraftbegreppet och tillhörande teorier gavs också av bland annat EulerBernoullie [ vem? I och med Maxwells formulering av lagarna för elektromagnetism framkom att ljusets hastighet i vakuum intar en särställning inom fysiken.