Den första av Sir Isaac Newtons tre lagar av rörelse, som utgör grunden för klassisk mekanik, säger att ett föremål i vila eller i ett tillstånd av enhetlig rörelse kommer att förbli så långt på obestämd tid frånvaron av en extern styrka. Med andra ord är en kraft det som orsakar en förändring i hastighet eller acceleration. Mängden acceleration som produceras på ett objekt med en given kraft bestäms av objektets massa.

Kraft och hastighet är riktning

När fysiker talar om ett objekts hastighet talar de inte bara om objektets hastighet men också om den riktning i vilken den rör sig. På samma sätt har kraft en riktningskomponent såväl som en kvantitativ - en kraft som direkt motverkar ett objekts hastighet har en annan effekt på objektet än en kraft som verkar i vinkel mot dess rörelse. I matematiska termer är kraft, hastighet och acceleration - vilken är hastigheten för förändring av hastighet som produceras av en kraft - "vektor" -mängder, vilket är en term som innebär deras riktningskomponent.

Forces Acting on ett flygplan

Det enklaste sättet att förstå hur en kraft ändrar ett objekts hastighet är att föreställa sig att kraften verkar i samma riktning som hastigheten. Till exempel ger jetmotorerna på ett flygplan en kraft som verkar i riktning mot flygplanets rörelse, vilket ger en positiv acceleration och gör den snabbare. Luftfriktion å andra sidan motsätter sig flygplanets rörelse och retarderar det; Om motorerna slutar fungera kommer flygplanet att falla ut ur himlen. Men när motorns kraft och uppåtriktningen av lufttrycket på de aerodynamiskt utformade vingarna balanserar friktionskraften och andra decelerationskrafter, inklusive tyngdkraften, flyger flygplanet med en konstant hastighet mot dess destination.

Den Gravitationens kraft

Den gravitation som solen utövar på jorden är ett exempel på en kraft med en viktig riktningskomponent. Eftersom gravitationsstyrkan verkar i rät vinkel mot jordens rörelse förändras inte den hastighet som planet färdas på, men den ändrar ständigt riktningen. Som ett resultat rör jorden sig i en nästan cirkulär bana. Jordens hastighet kan vara relativt konstant, men hastigheten förändras alltid som en följd av gravitationskraften som alltid drar den mot solen. Samma gravitationskraft håller satelliter i omlopp runt jorden.

Fria kroppsdiagram

Den matematiska relationen mellan kraft (F) som utövas på ett objekt och dess acceleration (a) är F = m • a, där "m" är objektets massa. Enheten för kraft i det metriska systemet är Newton, som är uppkallad efter Isaac Newton, den engelska fysikern som formulerade relationen. I den verkliga världen finns det vanligtvis flera krafter som verkar på en kropp, var och en med en riktningskomponent. Dessa krafter kan vara mekaniska, gravitationella, elektriska eller magnetiska i naturen. För att förutsäga objektets rörelse är det ofta användbart att rita ett fria diagram, vilket är en grafisk representation av dessa krafter som visar storleken och riktningen för varje.