Wenn wir ein Objekt schieben, ziehen, treten, heben, werfen, schnippen, schlagen, picken, drücken, drücken, aufblasen, öffnen und schließen, sagen wir, dass eine Kraft auf das Objekt ausgeübt wird. Diese Handlungen sind nichts anderes als die Anwendung von Gewalt. Was auch immer die Methode der Anwendung der Kraft sein mag, es gibt nur zwei Arten –
Eine äußere Kraft, die Bewegung in einem Körper erzeugt oder den bestehenden Zustand der Bewegung in einem Körper verändert, wird als Kraft bezeichnet.
Beispiele für Push
- Wir drücken die Tür, um sie zu schließen oder zu öffnen
- Wir schieben einen Einkaufswagen in ein Geschäft
- Wir schieben eine Kiste quer durch den Raum
Beispiele für ziehen
- Wir heben einen Eimer Wasser
- Wir ziehen an der Kühlschranktür, um sie zu öffnen
- Wir ziehen einen Stuhl heran, um uns hinzusetzen
Wir wenden Kraft an, um zu gehen, einen Gegenstand hochzuheben, etwas zu werfen, einen Gegenstand von seinem Platz zu bewegen usw. Kurz gesagt, Kraft ist bei jeder Aktivität, die wir ausführen, vorhanden. Durch Kraftanwendung bringen wir normalerweise etwas in Bewegung oder in Ruhestellung, aber nicht immer. Wenn wir zum Beispiel Kraft auf eine Wand ausüben, bewegt sie sich nicht.
Der Punkt am Körper, an dem eine Kraft wirkt, wird Kraftangriffspunkt genannt.
Eine Linie, die durch den Angriffspunkt der Kraft in Richtung der Kraft gezogen wird, wird als Wirkungslinie einer Kraft bezeichnet.
Wirkungen von Gewalt
Kraft hat viele Auswirkungen auf die Objekte, auf die sie angewendet wird. Kraft kann anhand der verschiedenen Wirkungen beurteilt werden, die sie auf das Objekt ausüben kann, auf das sie angewendet wird.
- Die Kraft verursacht Bewegung – Kraft kann ein stationäres Objekt in Bewegung bringen, sofern keine andere Kraft die Bewegung verhindert. Dies bedeutet, dass, wenn eine ausreichende Kraft auf ein sich nicht bewegendes Objekt ausgeübt wird, das Objekt beginnt, sich in Richtung der Kraft zu bewegen. Eine Änderung der Position eines Objekts wird als Bewegung bezeichnet. Wenn wir zum Beispiel ein Spielzeugauto schieben, bewegt es sich, oder eine auf dem Boden liegende Kiste kann bewegt werden, indem man es schiebt, dh indem man Kraft darauf ausübt. Wenn also eine Kraft ausgeübt wird, kommt ein stationäres Objekt in Bewegung oder eine Kraft verändert die Position eines stationären Objekts.
- Kraft ändert die Geschwindigkeit – Die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Körpers kann geändert werden, indem man Kraft auf ihn ausübt – indem man Kraft auf das Gaspedal gibt, kann die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Autos erhöht werden und durch das Betätigen von Bremsen kann die Geschwindigkeit entweder verringert oder schließlich sogar gestoppt werden fahrendes Auto. Wenn wir Kraft in die gleiche Richtung wie die Bewegung anwenden, erhöht sich die Geschwindigkeit. Wenn wir Kraft in die entgegengesetzte Richtung wie die der Bewegung anwenden, nimmt die Geschwindigkeit ab.
- Force Stop Motion – Das bedeutet, wenn wir Kraft in die entgegengesetzte Richtung der Bewegung anwenden, kann dies ein sich bewegendes Objekt in einen Ruhezustand versetzen. Beispielsweise kann ein fahrendes Auto angehalten werden, indem es gebremst wird. Wenn wir versuchen, den zu uns geworfenen Ball mit einer Kraft zu halten, die größer ist als die Kraft, mit der er kommt, stoppt er.
- Kraft ändert die Richtung – Wenn eine Kraft in einem Winkel auf ein sich bewegendes Objekt ausgeübt wird, ändert sie die Richtung des sich bewegenden Objekts. Wenn beispielsweise bei einem Tennisspiel ein Spieler den Ball zum Spieler auf der gegenüberliegenden Seite zurückschlägt, ändert die auf den Ball ausgeübte Kraft seine Richtung. Ein fahrendes Auto ändert seine Richtung, wenn Kraft auf sein Lenkrad ausgeübt wird, um es zu drehen. Bei einem Fußballspiel ändern die Spieler die Bewegungsrichtung des Fußballs, indem sie den Ball mit dem Fuß in einem Winkel treffen.
- Kraft verändert die Form – Wenn auf ein Objekt Kraft ausgeübt wird, ändern sich Form und Größe. Wenn beispielsweise ein aufgeblasener Ballon gedrückt wird, ändert eine aufgebrachte Kraft seine Form. Wenn ein fester Steinblock gehämmert wird, ändert die vom Hammer ausgeübte Kraft seine Form, um eine Statue zu bilden. Wenn wir eine Plastikwasserflasche zusammendrücken, ändert eine ausgeübte Kraft ihre Form und Größe.
Eigenschaften der Kraft
- Kraft entsteht durch eine Wechselwirkung von mindestens zwei Objekten
- Es kann den Bewegungszustand eines Objekts ändern
- Es kann die Form eines Objekts verändern
- Kräfte, die in derselben Richtung auf ein Objekt wirken, addieren sich und resultieren in derselben Richtung
- Wenn Kräfte in der entgegengesetzten Richtung auf ein Objekt ausgeübt werden, dann ist ihre resultierende oder Nettokraft die Differenz zwischen diesen entgegengesetzten Kräften und ihre resultierende Richtung ist die gleiche wie die der größeren Kraft.
- Wenn die beiden auf einen Körper wirkenden Kräfte gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet sind, dann ist die auf den Körper wirkende Nettokraft Null.
- Es ist eine Vektorgröße, daher sollte sie durch Angabe ihrer Größe und Richtung angegeben werden.
- Ändert sich der Betrag oder die Richtung oder beides, dann ändert sich auch die Kraftwirkung.
Arten von Kräften:
- Ausgeglichene gegen unausgeglichene Kräfte
- Auf ein Objekt einwirkende Kräfte können ausgeglichen oder unausgeglichen sein.
- Ausgewogene Kräfte
Ausgeglichene Kräfte sind diejenigen, bei denen das Ergebnis der aufgebrachten Kräfte gleich Null ist. Sie bewirken keine Änderung des Zustands des Objekts, auf das sie angewendet werden, dh das Objekt, auf das Kraft ausgeübt wird, ändert den Zustand nicht von Bewegung in Ruhe oder umgekehrt, jedoch können ausgeglichene Kräfte die Form und Größe eines ändern Objekt. Ausgeglichene Kräfte haben die gleiche Größe, aber entgegengesetzte Richtungen. Ausgeglichene Kräfte gelten als im Gleichgewicht.
Beim Armdrücken zum Beispiel, wo es keinen Gewinner gibt, ist die Kraft, die von jeder Person ausgeübt wird, gleich, aber sie drücken in die entgegengesetzte Richtung. Die resultierende Kraft (Nettokraft) ist Null. Oder bei einem Tauziehen, wenn sich das Seil nicht bewegt, üben die beiden Teams gleiche, aber entgegengesetzte Kräfte aus, die ausgeglichen sind. Auch hier ist die resultierende Kraft (Nettokraft) Null.
Wenn die Kräfte ausgeglichen sind, gibt es keine Richtungsänderung.
- Kombinierte Kräfte, die ausgeglichen sind, sind immer gleich Null.
- Ausgeglichene Kräfte können die Bewegung oder Richtung eines Objekts nicht ändern.
- Eine ausgeglichene Kraft hält ein Objekt in Bewegung mit einer konstanten Geschwindigkeit
Ein Buch auf dem Tisch ist ein Beispiel für eine ausgeglichene Kraft. Der Gewichtskraft des Buches wirkt die Normalkraft (Stützkraft) des Tisches entgegen. Die beiden Kräfte sind völlig gleich und entgegengesetzt.
Ein Beispiel für eine ausgeglichene Kraft, die ein Objekt mit konstanter Geschwindigkeit in Bewegung hält, ist der Tempomat eines Autos, der versucht, die Reibungskräfte mit einer Vorwärtskraft auszugleichen. Sobald eine konstante Geschwindigkeit erreicht ist, sind die beiden Kräftesätze vollständig gleich und entgegengesetzt.
Unausgeglichene Kräfte
Im Gegensatz zu ausgeglichenen Kräften sind unausgeglichene Kräfte diejenigen, bei denen die resultierende aufgebrachte Kraft größer als Null ist. Die auf das Objekt wirkenden Kräfte sind nicht gleich und bewirken immer, dass die Bewegung eines Objekts die Geschwindigkeit und/oder Richtung ändert, in die es sich bewegt.
Wenn zwei unausgeglichene Kräfte in entgegengesetzte Richtungen ausgeübt werden, ist ihre kombinierte Kraft gleich der Differenz zwischen den beiden Kräften. Die Größe und Richtung der Nettokraft beeinflussen die resultierende Bewegung. Diese kombinierte Kraft wird in Richtung der größeren Kraft ausgeübt. Wenn beispielsweise bei einem Tauziehen ein Team stärker zieht als das andere, wird die resultierende Aktion (Nettokraft) darin bestehen, dass das Seil seine Bewegung in Richtung der Kraft mit der größeren Stärke/Größe ändert.
Wenn unausgeglichene Kräfte in die gleiche Richtung ausgeübt werden, ist die resultierende Kraft (Nettokraft) die Summe der Kräfte in der Richtung, in der die Kräfte wirken. Wenn beispielsweise zwei Personen gleichzeitig in die gleiche Richtung an einem Gegenstand ziehen, ist die auf den Gegenstand ausgeübte Kraft das Ergebnis ihrer kombinierten Kräfte.
Wenn Kräfte in die gleiche Richtung wirken, addieren sich ihre Kräfte. Wenn Kräfte in entgegengesetzte Richtungen wirken, werden ihre Kräfte voneinander subtrahiert.
Unausgeglichene Kräfte bewirken auch, dass ein sich nicht bewegendes Objekt seine Bewegung ändert
Wenn keine Nettokraft auf das Objekt wirkt, ändert sich die Bewegung nicht. Wenn auf ein Objekt eine Nettokraft wirkt, ändert sich die Geschwindigkeit des Objekts in Richtung der Nettokraft.
Kontaktkräfte im Vergleich zu berührungslosen Kräften
Abhängig von der Wechselwirkung zwischen einer Kraft und einem Objekt werden Kräfte in Kontakt- und Nichtkontaktkräfte eingeteilt.
Kontaktkräfte: Eine Kraft, die nur bei Kontakt mit einem Objekt aufgebracht werden kann, wird als Kontaktkraft bezeichnet. Alle mechanischen Kräfte sind Kontaktkräfte, zB Muskelkraft und Reibungskraft.
Arten von Kontaktkräften:
- Angewandte Kraft – Kraft aufgrund der Wirkung von Muskeln wird als angewandte Kraft bezeichnet. Sie wird auch Muskelkraft genannt. Wir wenden Muskelkraft während der grundlegenden täglichen Arbeit unseres Lebens an, wie Atmen, Verdauung, Heben eines Eimers, Ziehen oder Schieben eines Gegenstands.
- Normalkraft – Es ist eine Kontaktwechselwirkungskraft zwischen Oberflächen. Sie wirkt immer senkrecht zu den Flächen und aus der Fläche heraus.
- Reibungskraft – Wenn zwei Gegenstände übereinander gleiten, reiben und drücken sie gegeneinander. Diese Schubkraft wird Reibungskraft genannt. Das Anzünden eines Streichholzes oder das Stoppen eines sich bewegenden Balls beispielsweise unterliegt Reibungskräften.
- Zugkraft – Eine ausgeübte Kraft, bei der die Kraft durch eine Schnur, ein Kabel, ein Seil usw. ausgeübt wird. Eine Zugkraft kann nur ziehen, sie kann nicht drücken. Wir gehen normalerweise davon aus, dass die Spannung in einem Kabel überall auf dem Kabel gleich ist.
- Luftwiderstandskraft – Dies ist eine spezielle Art von Reibungskraft, die auf Objekte wirkt, wenn sie sich durch die Luft bewegen. Es wird oft beobachtet, dass die Kraft des Luftwiderstands der Bewegung eines Objekts entgegenwirkt. Die Kraft wird aufgrund ihrer vernachlässigbaren Größe normalerweise vernachlässigt. Es ist am deutlichsten bei Objekten, die sich mit hoher Geschwindigkeit bewegen (z. B. ein Fallschirmspringer oder ein Abfahrtsskifahrer).
- Federkraft – Die Kraft, die von einer komprimierten oder gedehnten Feder ausgeübt wird, ist „Federkraft“. Die erzeugte Kraft kann ein Druck oder ein Zug sein, je nachdem, wie die Feder befestigt ist.
Berührungslose Kräfte: Eine Kraft, die ohne Kontakt mit zwei Körpern ausgeübt werden kann, wird als berührungslose Kraft bezeichnet, z. B. Magnetkraft, elektrostatische Kraft, Gravitationskraft.
Arten von berührungslosen Kräften
- Eine Gravitationskraft ist eine Kraft, die versucht, zwei Objekte aufeinander zu ziehen. Alles, was Masse hat, hat auch eine Anziehungskraft. Je massiver ein Objekt ist, desto stärker ist seine Anziehungskraft. Die Schwerkraft der Erde hält Sie auf dem Boden und lässt Objekte fallen. Vom Himmel fallende Wassertropfen sind ein Beispiel für Gravitationskraft. Der Apfel, der vom Baum fällt, ist das beste und beliebteste Beispiel für eine berührungslose Kraft.
- Die Magnetkraft ist die Kraft, die ein Magnet auf magnetische Gegenstände ausübt. Sie existieren ohne jeglichen Kontakt zwischen zwei Objekten. Zum Beispiel werden Eisenstifte angezogen, wenn sie sich ohne physischen Kontakt in der Nähe eines Magneten befinden.
- Die elektrostatische Kraft ist die Kraft, die alle elektrisch geladenen Körper auf andere geladene Körper ausüben. Es kann sowohl anziehend als auch abstoßend sein, basierend auf der Ladung des Körpers. Zum Beispiel das Aufladen der Haare und das Anziehen von Papierschnipseln.
- Kernkraft ist die Kraft, die Atome und ihre Teilchen zusammenhält.
Kraftfeld
- Ein Bereich oder Raum, in dem berührungslose Kräfte wie Magnetkraft, Gravitationskraft und elektrostatische Kraft wirken, wird als Kraftfeld bezeichnet.
- Der Bereich um einen Magneten, in dem eine magnetische Substanz Kraft erfährt, wird Magnetfeld genannt.
- Der Bereich um eine elektrische Ladung, in dem eine elektrische Substanz Kraft erfährt, wird als elektrisches Feld bezeichnet.
- Somit ist ein Kraftfeld ein Einflussbereich berührungsloser Kräfte.
Kraft = Masse × Beschleunigung
Beschleunigung - Die Änderung der Geschwindigkeit eines Objekts wird als Beschleunigung bezeichnet. Wenn ein Objekt an Geschwindigkeit gewinnt, ist seine Beschleunigung positiv; Wenn die Geschwindigkeit verloren geht, ist die Beschleunigung negativ.
Masse - Jedes Objekt besteht aus Materie. Je mehr Materie ein Objekt hat, desto größer ist es und desto mehr Masse hat es.
Gemäß Newtons zweitem Bewegungsgesetz, Drücken Sie auf ein Objekt mit einer bestimmten Masse, und es beschleunigt basierend auf der Menge an Kraft und Masse. Eine kleine Kraft mit einer großen Masse führt zu einer langsamen Beschleunigung und eine große Kraft mit einer kleinen Masse zu einer schnellen Beschleunigung. Dies bedeutet, dass eine Kraft von Null auf eine beliebige Masse eine Nullbeschleunigung ergibt. Wenn das Objekt stillsteht, bleibt es still; Wenn es sich bewegt, bewegt es sich mit derselben Geschwindigkeit und Richtung weiter.