Aantrekkingskracht, gewapende kracht, gravitatiekracht en hefkracht. Krachtpatser, krachtveld, brandstof en krachtige actie. Atoomkracht, kracht van genezing, spierkracht en mentale kracht. Krachtheffer, uitdrukking van kracht, krachtvoer en krachtcentrale. Halftijdse werkkracht, windkracht, stuiterkracht. We komen de begrippen macht en kracht steeds weer tegen in het dagelijks leven – zowel in hun letterlijke als in hun figuurlijke betekenis. Deze begrippen zijn alomtegenwoordig en toch blijven ze abstract.
Well then, what do force and power really mean?
Dit zijn termen uit de natuurkunde, waarbij kracht verwijst naar iets dat versnelling of vervorming van een lichaam kan veroorzaken. Kracht is de kracht die nodig is om werk gedaan te krijgen, waarbij energie wordt verbruikt.
What causes forces to occur and how are they applied?
Kracht komt voor in vier fundamentele vormen, ook bekend als de basiskrachten van de fysica:
- Gravitational force
De eerste daarvan is natuurlijk de gravitatiekracht (zwaartekracht). Deze werkt niet alleen via de aarde op ons in, maar ook in omgekeerde richting. Ook al zijn de gevolgen misschien niet tastbaar, elke massa in het heelal trekt elke andere massa naar zich toe. De zwaartekracht is altijd aantrekkelijk en is niet alleen afhankelijk van de massa, maar ook van de afstand tot andere massa’s. Haar kracht is omgekeerd evenredig met het kwadraat van de onderlinge afstand. Dit betekent dat de gravitatiekracht een oneindig bereik heeft.Wisseldeeltjes, “gravitonen”, hebben een relatieve sterkte van 10-38 en een bereik [m] van ∞.
- Electromagnetic force
De volgende kracht die wij uit het dagelijks leven kennen is de elektromagnetische kracht. Deze treedt overal op waar elektrisch geladen deeltjes met elkaar in wisselwerking staan, bijvoorbeeld in elektriciteit, radiogolven of zonnestralen. Elektromagnetische kracht wordt veroorzaakt door elektrische lading en kan aantrekken (in het geval van tegengestelde ladingen) of afstoten (wanneer ladingen dezelfde polariteit hebben). Hun bereik is oneindig en neemt, net als de zwaartekracht, af met de vierkantswortel van de afstand tussen de ladingen.Uitwisselingsdeeltjes, “fotonen”, hebben een relatieve sterkte van 10-2 en een bereik [m] van ∞.
- The weak force
Dan komen we bij de zwakke kracht. Deze is zeer nauw verbonden met radioactiviteit en zorgt ervoor dat onze zon licht produceert. De zwakke kracht is de kracht die elementaire deeltjes in staat stelt zichzelf in elkaar te veranderen (b.v. een elektron kan veranderen in een neutrino en een quark kan zichzelf veranderen in een andere quark, een proces dat bekend staat als betaverval, waarbij een neutron verandert in een proton). De zwakke kracht komt alleen voor bij subatomaire deeltjes en hun bereik strekt zich uit tot slechts één duizendste van de diameter van een proton. Hoewel essentieel voor het leven, zijn de mensen zich over het algemeen niet bewust van het bestaan van de zwakke of de sterke kracht.Wisseldeeltjes, W+, W– en Z0 hebben een relatieve sterkte van 10-3 en een bereik [m] van 10-18.
- The strong force
De sterke kracht is uiteindelijk degene die atoomkernen bij elkaar houdt. Quarks in elke atoomkern communiceren met elkaar door gluonen uit te wisselen. Hoe verder ze uit elkaar bewegen, hoe groter de sterke kracht wordt, en dit houdt deze deeltjes bij elkaar. De sterke kracht is de sterkste van de vier natuurkrachten, maar heeft slechts het bereik van één atomaire diameter.Uitwisselingsdeeltjes, gluonen, hebben een relatieve sterkte van 1 en een bereik [m] van 2,5*10-15.
Ons leven wordt dus bepaald door deze vier krachten. De moderne natuurkunde gaat er thans van uit dat vóór de Big Bang slechts één elementaire kracht alles beheerste wat zich voordeed. Tijdens de expansie die met de Big Bang gepaard ging, scheidden de vier afzonderlijke krachten die ons nu bekend zijn, zich af. In feite zijn deze vier krachten vier zich presenterende vormen van die ene elementaire kracht. Als de oerknaltheorie juist is, moeten wij in staat zijn de vier krachten te beschrijven binnen een gemeenschappelijk theoretisch kader – bekend als de ‘Theory of everything’.
In de praktijk
Een tension link voor het meten van kracht in de productie
…zijn we ons bijna volledig onbewust van de sterke en zwakke krachten. Daarentegen zijn wij ons zeer bewust van de werking van de zwaartekracht en de elektromagnetische kracht. Hetzij bij het heffen van lasten, het meten van gewichten of het vastzetten van bruggen, hetzij wanneer er spanningen in systemen optreden, hetzij wanneer wij gewoon in beweging zijn.
Deze krachten kunnen worden gemeten. Krachten kunnen worden gemeten op kranen, op hefwerktuigen en op mobiele machines, in de geotechnologie, de toneelmechanica, de machinebouw, de medische technologie en de robotica: een krachtsensor kan een beslissende bijdrage leveren aan het besparen van tijd voor u als klant, omdat hij uw investering kan veiligstellen door bescherming te bieden tegen de mogelijkheid van mechanische storingen.
Dus als u zich afvraagt welke krachtsensor het meest geschikt is voor uw toepassing, welke componenten zorgen voor meetnauwkeurigheid, veiligheid en kosteneffectiviteit, of als u wilt weten hoe u ruimte, gewicht en dus kosten kunt besparen, praat dan met ons. De WIKA Group heeft bijna 20 jaar ervaring in krachtmeting en heeft de juiste antwoorden voor uw uitdagingen!
Additioneel
Wellicht bent u ook geïnteresseerd in deze andere bijdragen over de volgende onderwerpen:
Load pins: Definitie en toepassingsgebieden
Load pins: Redundantie en veiligheid