F = ma is de basis van de dynamica. 1 newton versnelt 1 kg met 1 m/s². Elke kracht die u voelt, is massa die zich verzet tegen versnelling.

• 1 N = 1 kg·m/s²
• Dubbele kracht → dubbele versnelling
• Kracht is een vector (heeft richting)
• Nettokracht bepaalt de beweging

Gewicht is zwaartekracht: W = mg. Uw massa is constant, maar uw gewicht verandert met de zwaartekracht. Op de maan weegt u 1/6 van uw gewicht op aarde.

• Massa (kg) ≠ Gewicht (N)
• Gewicht = massa × zwaartekracht
• 1 kgf = 9.81 N op aarde
• Gewichtloos in een baan = nog steeds massa hebben

Contactkrachten raken objecten aan (wrijving, spanning). Niet-contactkrachten werken op afstand (zwaartekracht, magnetisme, elektriciteit).

• Spanning trekt langs touwen/kabels
• Wrijving verzet zich tegen beweging
• Normaalkracht loodrecht op oppervlakken
• Zwaartekracht is altijd aantrekkend, nooit afstotend

De Newton (N) is de SI-basiseenheid. Gedefinieerd vanuit fundamentele constanten: kg, m, s. Wordt gebruikt in al het wetenschappelijk werk.

• 1 N = 1 kg·m/s² (exact)
• kN, MN voor grote krachten
• mN, µN voor precisiewerk
• Universeel in techniek/natuurkunde

Krachteenheden gebaseerd op de zwaartekracht van de aarde. 1 kgf = kracht om 1 kg tegen de zwaartekracht in te houden. Intuïtief maar locatieafhankelijk.

• kgf = kilogram-kracht = 9.81 N
• lbf = pond-kracht = 4.45 N
• tonf = ton-kracht (metrisch/kort/lang)
• Zwaartekracht varieert ±0.5% op aarde

Dyne (CGS) voor kleine krachten: 1 dyn = 10⁻⁵ N. Poundal (imperiaal absoluut) wordt zelden gebruikt. Atomaire/Planck-krachten voor kwantumschalen.

• 1 dyne = 1 g·cm/s²
• Poundal = 1 lb·ft/s² (absoluut)
• Atomaire eenheid ≈ 8.2×10⁻⁸ N
• Planck-kracht ≈ 1.2×10⁴⁴ N

1e: Objecten verzetten zich tegen verandering (traagheid). 2e: F=ma kwantificeert dit. 3e: Elke actie heeft een gelijke en tegengestelde reactie.

• Wet 1: Geen nettokracht → geen versnelling
• Wet 2: F = ma (definieert de newton)
• Wet 3: Actie-reactieparen
• De wetten voorspellen alle klassieke beweging

Krachten worden gecombineerd als vectoren, niet als eenvoudige sommen. Twee krachten van 10 N onder een hoek van 90° resulteren in 14.1 N (√200), niet in 20 N.

• Grootte + richting vereist
• Gebruik de stelling van Pythagoras voor loodrechte krachten
• Parallelle krachten worden direct opgeteld/afgetrokken
• Evenwicht: nettokracht = 0

Vier fundamentele krachten beheersen het universum: zwaartekracht, elektromagnetisme, sterke kernkracht, zwakke kernkracht. Al het andere is een combinatie hiervan.

• Zwaartekracht: zwakste, oneindig bereik
• Elektromagnetisch: ladingen, chemie
• Sterk: bindt quarks in protonen
• Zwak: radioactief verval

Gebouwen weerstaan enorme krachten: wind, aardbevingen, belastingen. Kolommen en balken zijn ontworpen voor krachten van kN tot MN.

• Brugkabels: 100+ MN spanning
• Gebouwkolommen: 1-10 MN compressie
• Wind op een wolkenkrabber: 50+ MN zijdelings
• Veiligheidsfactor is doorgaans 2-3×

Stuwkracht van raketten wordt gemeten in meganewton. Vliegtuigmotoren produceren kilonewton. Elke newton telt bij het ontsnappen aan de zwaartekracht.

• Saturn V: 35 MN stuwkracht
• Boeing 747-motor: 280 kN per stuk
• Falcon 9: 7.6 MN bij de start
• ISS-herstart: 0.3 kN (continu)

Momentsleutels, hydraulica, bevestigingsmiddelen zijn allemaal beoordeeld op kracht. Cruciaal voor veiligheid en prestaties.

• Wielmoeren van auto's: 100-140 N·m koppel
• Hydraulische pers: 10+ MN capaciteit
• Boutspanning: typisch in het kN-bereik
• Veerconstanten in N/m of kN/m

Deel door 10 voor een schatting: 100 N ≈ 10 kgf (exact: 10.2)

• 1 kgf = 9.81 N (exact)
• 10 kgf ≈ 100 N
• 100 kgf ≈ 1 kN
• Snel: N ÷ 10 → kgf

1 lbf ≈ 4.5 N. Deel N door 4.5 om lbf te krijgen.

• 1 lbf = 4.448 N (exact)
• 100 N ≈ 22.5 lbf
• 1 kN ≈ 225 lbf
• Mentaal: N ÷ 4.5 → lbf

1 N = 100,000 dyne. Verplaats de komma gewoon 5 plaatsen.

• 1 dyn = 10⁻⁵ N
• 1 N = 10⁵ dyn
• CGS naar SI: ×10⁻⁵
• Wordt tegenwoordig zelden gebruikt

Stuwkracht van de Saturn V-raket: 35 MN. Converteer naar pond-kracht.

35 MN = 35,000,000 N. 1 N = 0.22481 lbf. 35M × 0.22481 = 7.87 miljoen lbf

Persoon van 70 kg. Gewicht op aarde vs. Mars (g = 3.71 m/s²)?

Aarde: 70 × 9.81 = 686 N. Mars: 70 × 3.71 = 260 N. Massa hetzelfde, gewicht 38%.

Een brugkabel ondersteunt 500 ton. Wat is de spanning in MN?

500 metrische ton = 500,000 kg. F = mg = 500,000 × 9.81 = 4.9 MN

De kauwspier in de kaak oefent een bijtkracht van 400 N (900 lbf) uit. Krokodil: 17 kN. De uitgestorven Megalodon: 180 kN—genoeg om een auto te pletten.

Een vlo springt met een kracht van 0.0002 N maar versnelt met 100g. Hun poten zijn veren die energie opslaan en deze sneller vrijgeven dan een spier kan samentrekken.

In de buurt van een zwart gat rekt de getijdenkracht je uit: je voeten voelen 10⁹ N meer dan je hoofd. Dit wordt 'spaghettificatie' genoemd. Je zou atoom voor atoom uit elkaar worden getrokken.

De zwaartekracht van de maan creëert getijden met een kracht van 10¹⁶ N op de oceanen van de aarde. De aarde trekt de maan terug met 2×10²⁰ N—maar de maan ontsnapt nog steeds met 3.8 cm/jaar.

Spinnenzijde breekt bij een spanning van ~1 GPa. Een draad met een doorsnede van 1 mm² zou 100 kg (980 N) kunnen dragen—sterker dan staal per gewichtseenheid.

Een AFM voelt krachten tot 0.1 nanonewton (10⁻¹⁰ N). Het kan oneffenheden van een enkel atoom detecteren. Alsof je een zandkorrel vanuit een baan om de aarde voelt.

Newton publiceert de Principia Mathematica, waarin hij kracht definieert met F = ma en de drie bewegingswetten.

Pierre Bouguer meet de zwaartekracht op bergen en merkt variaties in het zwaartekrachtveld van de aarde op.

Cavendish weegt de aarde met een torsiebalans en meet de zwaartekracht tussen massa's.

De British Association definieert de 'dyne' (CGS-eenheid) als 1 g·cm/s². Later werd de newton aangenomen voor het SI.

De CGPM definieert de newton als kg·m/s² voor het SI-systeem. Het vervangt de oude kgf en technische eenheden.

Het SI wordt officieel wereldwijd aangenomen. De newton wordt de universele krachteenheid voor wetenschap en techniek.

De atoomkrachtmicroscoop wordt uitgevonden, die piconewton-krachten detecteert. Dit revolutioneert de nanotechnologie.

Herdefinitie van het SI: de newton is nu afgeleid van de constante van Planck. Fundamenteel exact, geen fysiek artefact.

Massa (kg) is de hoeveelheid materie; gewicht (N) is de zwaartekracht op die massa. Massa blijft constant; gewicht verandert met de zwaartekracht. U weegt 1/6 op de maan, maar heeft dezelfde massa.

Newton is absoluut—het hangt niet af van de zwaartekracht. kgf/lbf gaan uit van de zwaartekracht van de aarde (9.81 m/s²). Op de maan of Mars zouden kgf/lbf onjuist zijn. Newton werkt overal in het universum.

Gemiddelde persoon: 400 N duwen, 500 N trekken (korte uitbarsting). Getrainde atleten: 1000+ N. Wereldklasse deadlift: ~5000 N (~500 kg × 9.81). Bijtkracht: gemiddeld 400 N, maximaal 900 N.

Kip = 1000 lbf (kilopond-kracht). Amerikaanse civiele ingenieurs gebruiken kips voor brug-/gebouwbelastingen om het schrijven van grote getallen te vermijden. 50 kips = 50,000 lbf = 222 kN.

Zelden. Dyne (CGS-eenheid) komt voor in oude leerboeken. De moderne wetenschap gebruikt millinewton (mN). 1 mN = 100 dyn. Het CGS-systeem is verouderd, behalve in enkele gespecialiseerde gebieden.

Gewicht IS kracht. Formule: F = mg. Voorbeeld: persoon van 70 kg → 70 × 9.81 = 686 N op aarde. Op de maan: 70 × 1.62 = 113 N. De massa (70 kg) verandert niet.