Verklaring der krachten

De verklaring der krachten is de volgende (5) stap in de opbouw van de natuurkunde (6) (7).

Dit verklaringsmodel mist een belangrijke basis!

Deze verklaring stelt dat een kracht een versnelling veroorzaakt: F = m.a, en omgekeerd: een massa kan zich maar met een zekere versnelling verplaatsen mits die overeenkomstige kracht daarop aangrijpt. Dit alles is niets anders dan de tweede wet van Newton. Dus, als een massa zich verplaatst met een bepaalde versnelling, ligt vast welke kracht die versnelling veroorzaakt. Als een stuke krijt (met massa m) valt met een versnelling van g = 9,81 m/s^², ligt dus de kracht vast die dit veroorzaakt.

Als het stukje krijt een massa heeft van 10 gram = 0,010 kg, dan is de kracht die op krijt en aarde (derde wet van Newton!) aangrijpt: F = mg -> 0,010 . 9,81 N = 0,098 N. Hoe verklaar je die kracht? (We noemen ze de zwaartekracht) Het is een bijzonder geval van de gravitatiekracht:

(8)

Maar pas op! Een kaboutertje dat op het vallend stukje krijt leeft, onderstelt (natuurlijk) dat dit stukje krijt in rust is en ziet de enorme massa van de aarde (9) met een versnelling van g = 9,81 m/s² op zich afkomen. Hij besluit dus, de wetten van Newton volgend, dat een ongelooflijk grote kracht op de massa van de aarde aangrijpt: F = ma -> F = 5,9.10²⁴ . 9,8 Newton = 5,8.10²⁵ N. (1 Newton (N) is de eenheid van kracht, en komt overeen met de kracht die nodig is om een massa van een kilogram te versnellen met 1 m/s per seconde.)

Hoe zit dat nu? Wie heeft er gelijk? De man, die het stukje krijt ziet vallen of het kaboutertje dat op het stukje krijt woont? Als het kaboutertje gelijk krijgt, stort het hele verklaringsmodel wel in elkaar !

Dit hele betoog maakt duidelijk dat een afspraak wie zichzelf in rust mag beschouwen absoluut noodzakelijk is: de vraag naar het absolute punt van rust.

(5) En... laatste stap!

(6) De verklaring laat zien dat er vier soorten krachten zijn:

• Massa's veroorzaken krachten: "gravitatiekrachten"
• Ladingen veroorzaken krachten: "elektrostatische krachten"
• Elektrische stromen veroorzaken krachten: "elektrodynamische krachten"
• Krachten tussen kerndeeltjes: "kernkrachten"
  

(7) De moderne natuurkunde heeft zwaar geschud aan dit verklaringsmodel van de "klassieke" mechanica. De moderne natuurkunde:

• De relativiteitstheorie (1905,1912)
• De quantummechanica (vanaf ongeveer 1930)
• De chaostheorie (vanaf ongeveer 1970)
  

(8) f is een constante: f = 6,67.10^-11 Nm²/kg² (Newton maal vierkante meter per kilogram-kwadraat). Heb je het gemerkt? Wat een geluk dat de massa van de aarde zo groot is, anders bleef er immers niets over van die kracht! (r is de straal van de aarde: zo'n 6000 km)

(9) m_aarde = 5,9.10²⁴ kilogram (!)