Kracht

515641_8532_Picto_007

Het krachtidee is een centraal gegeven in de fysica, waar het een sleutelprincipe is om de interactie tussen objecten te beschrijven en de basis vormt van de newtoniaanse mechanica. Krachtwerking vormt ook de basis voor het idee druk, een centraal gegeven in het beschrijven van het gedrag van gassen en vloeistoffen.

Inzicht in krachtwerking kan gradueel opgebouwd worden doorheen heel het curriculum. In de lagere school en eerste graad kan kracht aangebracht worden als “trekken” en “duwen” (“a push or a pull”…). Als iets of iemand trekt aan of duwt tegen iets/iemand anders, dan wordt er een kracht uitgeoefend. Belangrijk is dat hier het idee wordt vastgezet dat kracht een interactie is tussen twee entiteiten, maar zélf geen entiteit is.  Het is niet iets dat op zich bestaat.

krachten-pushpull

Inzicht dat kracht kan uitgeoefend worden door contact, maar ook op afstand is een duidelijk volgende stap.

Classificatie van krachten kan op basis van de inwerking (aantrekkend, afstotend), of ze al dan niet op afstand werken (contact- en veldkrachten), of door wie of wat de kracht uitoefent.

Verdere opbouw in de hogere jaren kan gebeuren door formaliseren van de modellen voor krachten (van een pijl naar een vector), studie van de effecten van een inwerkende kracht op een voorwerp (de wetten van Newton), en karakteriseren van specifieke krachten zoals zwaartekracht, veerkracht, wrijvingskrachten, …

Zowel binnen de fysica als voor heel wat technische toepassingen is een goed begrip van krachtwerking noodzakelijk voor het verklaren van heel wat fenomenen en voor het oplossen van problemen. We denken bv. aan het maken van constructies, elasticiteit, hefbomen, … Inzicht in krachtwerking helpt (al dan niet indirect) bij het verwerven van inzicht in het gedrag van fluïda, wat noodzakelijk is bij het begrijpen van klimatologische fenomenen (hoe ontstaat wind, belang van hoge- en lagedrukgebieden), maar ook hoe water in een boom van beneden tot in de hoogste toppen raakt.

Krachten spelen ook een rol in de chemie (denk aan intermoleculaire krachten) en in de biologie (biomechanica, druk en krachtwerking in bijvoorbeeld de longen, de bloeddruk, …).

kracht-muscle

Een grondig inzicht van dit kernidee is dus ook noodzakelijk voor het begrijpen van heel wat processen in zowel techniek, chemie als biologie.