- kracht
- Een kracht is een geconcentreerde hoeveelheid belasting die in een punt aangrijpt.
Een kracht heeft een aantal eigenschappen, namelijk een aangrijpingspunt, een grootte en een richting. Schematisch geven we dit weer als een pijl (wiskundig gezien, een vector). Het aangrijpingspunt bevindt zich gewoonlijk aan het begin óf aan het einde van de pijl, afhankelijk van hoe dat het het makkelijkst getekend kan worden. De pijlpunt wijst in de richting van de kracht en de lengte van de pijl kan gebruikt worden om aan te geven wat de grootte van de kracht is.
Een kracht zelf wordt genoteerd als F (voor "Force") en eenheid van kracht is de newton (als symbool: N). 1 newton is de kracht die nodig is om een massa van 1 kilogram een versnelling van 1 m/s² te geven.
De lijn waar de vector op ligt, heet de werklijn. De werklijn gaat door het aangrijpingspunt heen en gaat oneindig ver door in zowel dezelfde richting als de vector als in tegengestelde richting. Bij berekeningen voor evenwicht, mag een kracht langs de werklijn worden verplaatst.
Vaak is het handiger rekenen als je meerdere krachten die op een voorwerp werken samenvoegt tot één kracht. Dat is de resultante kracht.
- resultante
- De resultante kracht van 2 of meer krachten is de kracht die dezelfde werking heeft als al die krachten samen.
Let op: je mag alleen krachten die op hetzelfde voorwerp werken samenvoegen voor de evenwichtsbepaling.
Het kan zijn dat de resultante kracht nul is. Dat betekent echter niet dat er geen krachten zijn of dat ze elkaar in alle opzichten opheffen. Het betekent alleen dat er geen beweging komt als gevolg van die resultante kracht. Denk maar eens aan een voetbal waar je je voet op zet. Er werkt op de bovenkant van de bal een kracht naar beneden, uitgeoefend door je voet. Er werkt op de onderkant van de bal een kracht van de vloer omhoog, als reactie op het gewicht van de bal én de kracht van je voet. De resultante van die krachten is nul. De bal beweegt niet. Maar, omdat een bal geen star en stijf voorwerp is, kun je goed zien dat de krachten er nog zijn en wel degelijk effect hebben: de bal wordt ingedrukt; hij vervormt.
Voorbeeld resultante kracht
Hier zie je een voorbeeld van een viertal krachten die op een voorwerp werken. Het voorwerp zelf is niet weergegeven en de plaats van de krachten is voor de bepaling van de resultante niet van belang, hun richting en lengte wel. De grafische oplossingsmethode is intuïtief waarschijnlijk het meest duidelijk. Je kunt de resultante bepalen door de kracht aan elkaar vast te plakken. Je begint met een willekeurige kracht en volgt deze van het begin tot aan de pijlpunt. De volgende kracht plak je hieraan vast en ook die volg je weer. Dit doe je met alle krachten. De pijl die je kunt trekken vanaf het beginpunt tot aan het uiteindelijk eindpunt stelt de resultante voor.
Hier zie je de krachten aan elkaar geplakt en de resultante in rood gestippeld weergegeven.
De volgorde waarin je de krachten aan elkaar plakt is niet van belang. Wat je, wiskundig bekeken, aan het doen bent is namelijk eigenlijk het bij elkaar optellen van vectoren (pijlen). Dat doe je door de horizontale component (horizontale verschuiving) van alle vectoren bij elkaar op te tellen en ook de verticale component van alle vectoren bij elkaar op te tellen. De uitkomst van een optelling verandert niet met de volgorde van de termen. Ga maar na: $1+9+3+2=15$ is hetzelfde als $3+1+2+9=15$
Omdat die volgorde dus niet van belang is, is in het voorbeeld op 2 verschillende manieren tot dezelfde oplossing gekomen. De rode pijlen hebben exact dezelfde lengte en richting.