Kraftfelter

Hvis du holder en bold i luften og giver slip så ved du, at den vil falde, men hvorfor? Der er ingenting, der rører den, når du har givet slip. Hvordan kan den påvirkes af en kraft? Det er fordi Jordens gravitationskraft trækker i bolden og denne kraft virker på afstand. Nogle kræfter kan virke uden at røre det objekt de påvirker. I stedet virker disse kræfter over et område. Når et objekt befinder sig indenfor dette område, så vil det blive påvirket af kraften. I dette eksempel befinder bolden sig i Jordens gravitationsfelt, og den påvirkes af en tiltrækkende kraft mod Jorden, så den falder ned på jorden. Kraftfelter eksisterer for alle kræfter, der virker på afstand så som elektriske, magnetiske og selvfølgelig gravitationskræfter. Da disse kræfter virker på afstand, så påvirker de objekter uden at røre dem. Så hvordan ved disse objekter, at de påvirkes af en kraft? Videnskabsfolk har anskueliggjort, hvordan disse kræfter virker på afstand ved at sige at objekter befinder sig i et kraftfelt. Hvad er et kraftfelt? Et kraftfelt udgår fra et objekt med særlige fysiske egenskaber Og hvad er disse egenskaber? Når det gælder gravitationskraften, der påvirker objekter med en masse, så er ethvert objekt med en masse omgivet af et gravitationsfelt, der peger mod objektets midte. Jo længere du flytter dig væk fra objektet jo mindre tæt bliver kraftfeltet og jo svagere bliver kraftfeltet. Elektriske kræfter påvirker ladede objekter, så ethvert objekt med en nettoladning er omgivet af et elektrisk felt. og retningen af dette felt afhænger af ladningen. Magnetiske felter påvirker magneter og alle andre materialer med magnetiske egenskaber. Hvert punkt i et kraftfelt har to ting forbundet med sig: størrelse og retning. Som vi bruger til at, forudsige, hvordan objekter i feltet bliver påvirket. Lad os se på et eksempel for bedre at forstå dette. Her har vi en planet. Planeten har en stor masse, så vi ved den vil være omgivet af et gravitationsfelt, der peger mod planetens centrum. Jeg tegner disse linjer for at vise retningen af feltet og dets styrke. Når vi bevæger os væk fra planeten, så vil kraftfeltet blive svagere, og jeg viser det mindre tætte kraftfelt med disse pile. Lad os antage, at en asteroide i nærheden af planeten bevæger sig i denne retning. Asteroiden, som den er vist her, er i udkanten af planetens gravitationsfelt. Den vil mærke en smule tiltrækning mod planeten, som vi tegner med denne vektor Fg, som står for gravitationskraft. Fordi den er tiltrukket af planeten, så vil asteroiden fortsætte med at bevæge sig mod planeten. Jo tættere asteroiden kommer på planeten jo stærkere bliver feltet og jo stærkere bliver den tiltrækningskraft den mærker. På denne måde kan videnskabsfolk bruge kraftfelter til at forudsige, hvordan objekter bliver påvirket af kræfter, der virker på afstand. Alt dette lyder måske en smule mærkeligt, men du er jo allerede vant til at tænke på kræfter på denne måde. Lad os gå tilbage til bolden, som du slipper og den falder, fordi Jordens gravitationskraft vil trække bolden mod Jorden. Men nu ved du også, at det er fordi Jordens gravitationskraft er et kraftfelt. Og fordi bolden befinder sig i dette kraftfelt, så bliver den påvirket af den tiltrækkende gravitationskraft. Selvom kraftfelter lyder en smule mystisk, så viser de blot, hvordan en kraft kan virke på afstand. Gravitations, elektiske og magnetiske kræfter virker i et kraftfelt fordi de virker på afstand og kan påvirke mange objekter.