krachtveld

Krachtveld is een gebied waarin aan elk punt een kracht kan worden toegekend aan een testdeeltje dat zich daar bevindt. In de natuurkunde wordt het meestal beschreven als een vectorveld F(r) dat de kracht bepaalt die op een voorwerp op positie r werkt. De grootte en richting van F kunnen variëren met locatie en, afhankelijk van het type veld, ook met de toestand van het deeltje (bijvoorbeeld zijn snelheid of lading).

Voor een object met massa m geldt a(r) = F(r)/m, waarmee het veld de instantane versnelling bepaalt van elk vrij bewegend voorwerp. Bij elektrostatica geldt F = qE, waarbij E(r) het elektrisch veld is en q de lading van het testdeeltje. Gravitatie: F_G = m g(r), met het zwaartekrachtveld g(r). Voor een puntmassa M is g(r) = -GM / r^2 r̂, en de potentiële energie is U = -GMm/r.

Magnetische velden leveren ook kracht uit op bewegende ladingen: F = q v × B, met B het magnetische veld en v de snelheid. Krachtvelden kunnen voortkomen uit verschillende interacties en kunnen onderling superponeren: het totale veld is de som van de afzonderlijke velden.

Eigenschappen: veel krachtvelden zijn conservatief, zodat F = -∇V voor een potentiële energie V; daarom kunnen energie en werk worden beschreven via veldpotentialen. Het begrip krachtveld is essentieel in natuurkunde en techniek omdat het krachten op afstand kwantificeert.

Krachtvelden vormen de basis van klassieke en moderne veldtheorieën en worden toegepast in ruimtelijke modellering, elektrostatica, magnetisme en gravitatie.