krachtvector

Krachtvector is een vector die de grootte en richting van een kracht die op een voorwerp inwerkt weergeeft. De eenheid van de kracht is de newton (N). In drie dimensies wordt een krachtvector vaak geschreven als F = (Fx, Fy, Fz). De grootte van de kracht is |F| = sqrt(Fx^2 + Fy^2 + Fz^2); in twee dimensies geldt |F| = sqrt(Fx^2 + Fy^2). De richting van F wordt bepaald door de richting van de vector en kan in een diagram worden weergegeven als een pijl met een beginpunt op of nabij het voorwerp en een eindpunt langs de lijn van actie.

Krachtvectoren kunnen worden opgeteld zoals andere vectoren: Fnet = Σ Fi. Het resultaat is ook een krachtvector en volgt de regels van vectorrekening (bijvoorbeeld de parallellogram- of driehoeksregel). Deze eigenschap maakt het mogelijk om meerdere krachten gelijktijdig te beschouwen en een netto kracht te bepalen.

Volgens Newtons tweede wet is de netto kracht Fnet gelijk aan de massa maal de versnelling: Fnet = m a. De versnelling is dus een vectoriële maatregel die in de richting van Fnet wijst en grootte heeft die proportioneel is aan de netto kracht en omgekeerd evenredig is met de massa.

Krachtvectoren zijn ook gerelateerd aan werk en energie: het werk dat door een kracht verricht wordt bij een beweging Δr is W = F · Δr, waarbij werk afhangt van de component van F langs de verplaatsing. Conservatieve krachten kunnen worden geschreven als F = -∇U, waarbij U het potentiaalenergie-veld beschrijft. Daarnaast spelen krachtvectoren een rol bij momenten: het moment τ = r × F bepaalt roterende effecten.

Krachtvectoren vormen een fundamenteel concept in klassiek mechanics en worden gebruikt om beweging, energie en evenwicht te analyseren.