Definition: Die Kraft ist ein Mass für die mechanische Einwirkung auf einen Körper durch andere Körper. Sie kann eine Verformung des betrachteten Körpers bewirken, sie kann aber auch den Bewegungszustand ändern (beschleunigen, abbremsen ...). Die Kraft ist eine vektorielle Grösse.
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Kraft = Masse x Beschleunigung. Jeder, der schon etwas über Physik gehört hat, kennt diese Aussage von Newton. Sie beschreibt den Zusammenhang zwischen der Beschleunigung und der wirkenden Kraft und erklärt gleichzeitig die Bedeutung der Masse m.
Kräfte treten immer paarweise auf: Zu jeder Kraft existiert eine entgegengesetzt gleichgrosse Kraft, die an einem anderen Körper angreift
Die Tendenz eines Körpers seinen Bewegungszustand beizubehalten, wird durch seine Trägheit bzw. seine träge Masse beschrieben. Gleichzeitig ist die Masse aber auch ein Mass für die Stärke der Gravitationskraft (zum Beispiel in Form der Schwerkraft auf der Erde). Diese seltsame Tatsache führt dazu, dass im Vakuum alle Körper gleich schnell fallen.
Die Gravitationskraft ist diejenige Kraft, die unser Sonnensystem, die Sternhaufen und die Galaxien zusammenhält, sie wirkt aber auch auf der Erde, wir nennen sie hier Gewichtskraft oder Schwerkraft. Die Gravitationskraft ist immer anziehend, wirkt zwischen zwei Massen und ist umso stärker, je näher die Massen beieinander sind.
Das Hooke'sche Federgesetz beschreibt die Kraft, die für die Deformation einer elastischen Feder notwendig ist. Eine freie Masse an einer Feder kann harmonische Schwingungen durchführen. Die resultierenden kinematischen Grössen werden dargestellt.
Zwei elektrische Ladungen ziehen sich an oder stossen sich ab. Das Coulombgesetz, welches die Stärke dieser Kraft angibt, hat eine ähnliche Form wie das Gravitationsgesetz. Die Coulombkraft ist auch zwischen den geladenen Bausteinen unserer Materie wirksam und ist die Ursache für viele makroskopische Kräfte wie die Reibungskräfte, Deformationskräfte oder die Adhäsion.
Die Lorentzkraft beschreibt die Ablenkung von bewegten geladenen Teilchen in einem Magnetfeld. Sie ist verantwortlich für so unterschiedliche Phänomene wie das Polarlicht, der Elektromotor, der Halleffekt, das Massenspektrometer, die Ablenkung des Elektronenstrahls beim TV Monitor etc, etc...
Praktisch alle Bewegungen kommen irgendwann zum Stillstand. Die Reibung bremst diese Bewegungen und erzeugt Wärme an den Reibflächen. Obwohl die Reibung mikroskopisch gesehen eine sehr komplizierte Angelegenheit ist, kann sie von ihrer Wirkung her in einige einfache Gruppen eingeteilt werden, die in diesem Abschnitt erläutert werden.
In einem Bezugssystem (Messlabor), das beschleunigt ist, misst man sogenannte Scheinkräfte. Wenn man zum Beispiel in einem Personenlift beim Anfahren auf einer Waage steht, erhöht sich die Gewichtskraft scheinbar. Weitere Beispiele sind die Zentrifugalkraft und die Corioliskraft bei Kreisbewegungen.
Ein nicht triviales mechanisches Problem ist die Beschleunigung einer Rakete im luftleeren Raum. Die Rakete erhält ihren Geschwindigkeitszuwachs durch die Gasmassen, die bei der Verbrennung nach hinten beschleunigt werden. Dabei wird die Rakete leichter und gleichzeitig schneller. Die analytische und die numerische Lösung werden miteinander verglichen.
