Kraft

Vad det är

En kraft är en växelverkan mellan två kroppar: en kropp drar eller trycker på en annan. Kraften kan ändra den andra kroppens rörelse (fart eller riktning) eller dess form. Eftersom riktningen spelar roll är kraft en vektor, se vektor. Enheten är newton (N): 1 N är den kraft som ger massan 1 kg accelerationen 1 m/s², alltså 1 N = 1 kg · m/s².

Exempel:

• Tyngdkraft. Jorden drar på en bok med massan 2 kg med kraften 2 · 9,8 = 19,6 N, nedåt, se tyngdkraft.
• Friktion. Underlaget bromsar en låda som glider, med en kraft riktad mot rörelsen, se friktionskraft.
• Normalkraft. Bordet trycker uppåt på boken. Är boken i vila är den lika stor som tyngdkraften: 19,6 N uppåt mot 19,6 N nedåt.
• Dragkraft. En bil på 1 000 kg som ska få accelerationen 2 m/s² behöver nettokraften 1 000 · 2 = 2 000 N, se Newtons andra lag.

Det som inte är en kraft:

• Massa. 2 kg är hur mycket materia boken har, inte hur hårt något drar i den.
• Fart. 20 m/s säger hur snabbt, inte hur hårt något trycker.
• Energi. Joule och newton är olika storheter. En kraft över en sträcka ger ett arbete: 10 N längs 3 m är 30 J.

Krafter läggs ihop som vektorer. Två krafter på 3 N och 4 N ger nettokraften 7 N om de pekar åt samma håll, 1 N om de pekar åt motsatta håll och 5 N om de är vinkelräta (√(3² + 4²) = 5).

Varför det spelar roll

Kraftbegreppet är det som knyter ihop rörelse och orsak. Newtons tre lagar säger vad krafter gör:

• Utan nettokraft ändras inte rörelsen, se Newtons första lag.
• Nettokraften är massa gånger acceleration, se Newtons andra lag.
• Krafter kommer i par mellan två kroppar, se Newtons tredje lag.

Jämvikt är specialfallet där kraftsumman är noll, se kraftjämvikt. Gravitationen mellan två kroppar är en kraft med sin egen lag, se Newtons gravitationslag. Och när en kraft verkar längs en sträcka blir det arbete, och därmed energi, se energi.

Vanliga missuppfattningar

• “Det krävs en kraft för att hålla något i rörelse.” Det krävs en nettokraft för att ändra rörelsen. En kropp i rörelse utan nettokraft fortsätter med samma fart i samma riktning. Att en kälke stannar beror på att friktionen är en kraft.
• “Tyngd och massa är samma sak.” Massan är 2 kg överallt; tyngden är en kraft, 19,6 N på jorden, och blir en annan på månen.
• “Kraft och reaktionskraft tar ut varandra.” De verkar på olika kroppar, så de kan inte ta ut varandra. Boken på bordet: tyngdkraften på boken och normalkraften på boken tar ut varandra, men de är inte ett kraftpar i tredje lagens mening. Paret till tyngdkraften på boken är boken som drar på jorden.
• “Större kropp, större kraft.” I ett kraftpar är krafterna lika stora. Det är accelerationerna som skiljer sig, eftersom a = F/m.

Vanliga frågor