kraftvektorn

Kraftvektorn, här definierad som den resulterande vektorn av alla krafter som verkar på en kropp vid en given tidpunkt, beskriver den sammanlagda effekten i storlek och riktning. Den ger en komplett bild av hur kroppens rörelse påverkas av de upplevda krafterna. Om flera krafter F1, F2, …, Fk verkar på objektet är kraftvektorn F = F1 + F2 + … + Fk. I tredimensionell rymd kan kraftvektorn skrivas som F = (F_x, F_y, F_z). Dess storlek är |F| = sqrt(F_x^2 + F_y^2 + F_z^2) och riktningen ges av enhetsvektorn F̂ = F/|F| (om |F| ≠ 0).

Enligt Newtons andra lag F = m a, där m är massan och a är accelerationen, är kraftvektorn den som orsakar ändring i rörelse. Ifall summan av krafterna är noll, F = 0 och a = 0, vilket kallas statisk jämvikt. Kraftvektorn används också för att analysera olika krafter som gravitation, normalkraft, friktion och kontaktkrafter i mekaniska system.

I praktiken används kraftvektorn i fysik och ingenjörsvetenskap för att beräkna rörelse, stabilitet och belastningar i strukturer, maskiner och fordon. Exempelvis kan man i en lutning beräkna krafter längs och vinkel mellan krafterna och rörelseriktningen.

Sammanfattningsvis är kraftvektorn ett centralt begrepp i klassisk mekanik som sammanfattar alla krafter som verkar på en kropp till en enda vektor som styr dess acceleration enligt F = m a.