Når det virker krefter mellom to legemer så skjer dette alltid i form av en gjensidig kraftpåvirkning mellom legemene. Når mannen dytter på kassen så dytter kassen på mannen med en like stor og motsatt rettet motkraft.

Newtons tredje lov slår fast at alle krefter har en motkraft som er like stor og motsatt rettet. Ingen krefter kan virke alene, krefter opptrer alltid parvis i form av to krefter, og det er likegyldig hvilken av de to kreftene som er kraft og hvilken som er motkraft. Kraften og dens motkraft er uløselig knyttet sammen og to sider av samme sak. Vi finner par av krefter og motkrefter overalt hvor det virker krefter, og det totale bildet av krefter på mann, kasse og jordklode skulle bli omtrent som vist under.

Figuren under viser er kloss som ligger i ro på et gulv. Jordas tyngdekraft G virker nedover, og samtidig virker det en tyngdekraft på jorda fra klossen, og denne virker oppover. De to grønne kreftene er motkrefter til hverandre og det er ikke disse to som er årsaken til at klossen er i likevekt, for det er jo bare den ene av de to tyngdekreftene som virker på klossen. Klossens likevekt skyldes reaksjonskraften F mot klossen fra gulvet. Også reaksjonskraften F har en motkraft som virker fra klossen mot bakken. Motkrefter er ikke det samme som reaksjonskrefter. Det er reaksjonskrefter som skaper likevekt, ikke motkrefter.

Figuren under viser to personer som drar i hver sin ende av et tau. På tauet virker to like store og motsatt rettete krefter i endene. Det er disse kreftene som skaper likevekt for tauet. Når personene drar i tauet så drar tauet samtidig på personenes hender. Kraft og motkraft virker på hvert sitt legeme der hvor det skjer en kraftutveksling.

Fritt-Legeme-Diagram

Når vi skal sette opp kraftregnskapet så er det en forutsetning at vi får med alle krefter som virker på legemet. Når krefter og motkrefter vises i samme figur så blir bildet temmelig uoversiktlig. Kraft og motkraft virker gjerne i samme punkt og det er vanskelig å få fram hvilke krefter og hvilke legemer som hører sammen. Hvis vi i stedet tegner legemene atskilt fra hverandre, som vist under, og hvert legeme påføres kun de krefter som virker på legemet, så blir bildet mye mer oversiktlig. Tegninger hvor legemer er isolert fra omgivelsene og hvor alle krefter som virker på legemet er påført, kaller vi for fritt-legeme-diagram. Fritt-legeme-diagrammer heter “Free-Body-Diagram” på engelsk og er et svært nyttig hjelpemiddel i mekanikk.

I fritt-legeme-diagrammet er legemet løsrevet fra omgivelsene. Alle fastholdinger er fjernet. Men det er jo ved fastholdingene det skjer kraftutveksling med omgivelsene, i form av kraft og motkraft.  Vi sier gjerne at vi erstatter fastholdingene med ukjente reaksjonskrefter.

Ytre og indre kraft

Figuren viser to klosser som er plassert oppå hverandre. Kreftene som inngår i kraftregnskapet er klossenes tyngder og trykkraften fra gulvet, og til sammen skaper disse tre kreftene likevekt. Hva med kreftene som virker mellom de to klossene, hvorfor skal ikke disse være med i kraftregnskapet?

Hvilke krefter som inngår i kraftregnskapet er avhengig av hvordan vi definerer vårt legeme. Dersom legemet består av begge klossene så vil kraften mellom klossene være til stede med både sin kraft og sin motkraft og dermed utligner de hverandre i kraftregnskapet. Krefter hvor både kraft og motkraft inngår er med i systemet kalles indre krefter. Egentlig består alle legemer av store antall indre krefter som og det er disse som binder legemer sammen, og det er en stor fordel at vi ikke behøver å ta hensyn til disse i kraftregnskapet.

Dersom vårt legeme kun består av øverste kloss så vil kraft og motkraft som virker mellom klossene skille lag. Det er kun den ene kraften som virker på legemet, og kraften må tas med i kraft­regnskapet. Krefter hvor motkraften ikke virker på legemet kaller vi for ytre krefter.

Når vi skal utføre kraftberegninger må vi ha en klar oppfatning av hva som er vårt legeme og hvilke ytre krefter som virker på legemet, og da bruker vi “fritt-legeme-diagrammet”. De indre kreftene ser vi bort fra.

Legemer

Newtons lover sier ingenting om hva som menes med et legeme, og vi står fritt til selv å velge hva som skal tas med i vårt legeme. Det eneste kravet er at når kraftregnskapet settes opp, så må samtlige ytre krefter som virker på legemet tas med. Definering av legemer handler om at når vi skal gjøre kraftberegninger så må vi avgrense problemet. Ved første øyekast kan det virke som om alt henger sammen på et vis. Vi må skille et eller annet ut fra omgivelsene. Andre ord for legeme kan f.eks. være system.

Når vi definerer vårt legeme så handler det i stor grad om hvilke krefter vi ønsker å bestemme. Vi er ikke å stand til å bestemme indre krefter ved hjelp av kraftregnskap. Det er kun når kraft og motkraft skiller lag at disse inngår i kraftregnskapet og at kraften lar seg bestemme.