I motsetning til masse, rom og tid som er grunnstørrelser, så er kraft en avledet størrelse. Kraft har enheten Newton (N eller kN) og vi ser av Newtons andre lov at 1 N er den kraften som gir et legeme med massen 1 kg akselerasjonen 1 m/s2. Dermed får vi at 1 N = 1 kgm/s2. Kraften og akselerasjonen virker i samme retning. På engelsk heter kraft “force” og som hovedregel bruker vi bokstaven F som navn på krefter. Tyngden som heter “gravity” på engelsk, er et viktig unntak og for tyngde gis gjerne navnet G. Vi husker sammenhengen mellom tyngde og masse: G = m·g, hvor g er tyngdens akselerasjon. På jordoverflaten har g verdien 9,81kgm/s2. Tyngdens akselerasjon brukes gjerne for å regne masse om til tyngdekraft og da er det hensiktsmessig å bruke enheten g = 9,81 N/kg.
Kontaktkraft og massekraft
Krefter opptrer enten som kontaktkrefter eller som massekrefter. Som navnet sier, virker kontaktkrefter der hvor et legeme er i kontakt med et annet legeme. Kontaktkrefter virker på legemets overflate og fordeler seg over et visst areal i form av et trykk. Tyngde og sentrifugalkrefter er massekrefter som virker inni legemet og disse fordeler seg over hele volumet.
Tyngden er en spesiell form for kraft hvor kraften er proporsjonal med massen. Fra fysikk husker vi at tyngden G = mg hvor g = 9,81 m/s2 er tyngdens akselerasjon. Når vi arbeider med legemer i ro så er det ikke hensiktsmessig å betrakte g som en akselerasjon men som et forholdstall mellom masse og tyngde. Vi kan med fordel bruke enheten N/kg i stedet for m/s2 og skriver g = 9,81 N/kg. For legemer i fritt fall er det bare tyngden som virker.
Vi har lært i fysikken at tunge og lette legemer faller like fort mot bakken, så lenge vi ser bort fra luftmotstanden. Hvorfor er det slik? Tyngden er en spesiell form for kraft hvor kraften er proporsjonal med massen. Fra fysikk husker vi at tyngden G = mg hvor g = 9,81m/s2 er tyngdens akselerasjon. Når tyngdekraften er proporsjonal med massen og akselerasjonen som følge av kraften er omvendt proporsjonal med massen så får vi en akselerasjon som er uavhengig av massen. Stor masse får samme akselerasjon som liten masse. Og akselerasjonen som følge av tyngdekraften vil alltid være a = g = 9,81m/s2.
Kraft er en vektor
Kraft er en fysisk størrelse som er retningsbestemt og det betyr at når vi regner på krefter så er det tre forhold ved kreftene vi må kjenne for at disse skal være entydig definert. Vi skal illustrere dette ved å se på en planke el.l. som er festet i et ledd og som i utgangpunktet henger rett ned. Om vi dytter sideveis med en liten eller en stor kraft så blir utslaget forskjellig. Vi sier derfor at kraftens mål dvs. hvor stor kraften er, har betydning for kraftens virkning.
Tilsvarende ser vi av figuren under at også kraftens retning har betydning for vi to tilfeller hvor kraftens har samme mål og beliggenhet. Men når endrer seg så endrer også kraftens virkning seg .
Hvis vi flytter kraften sideveis, som vist under, så endrer også kraftens virkning seg.
Til sist viser vi tilfellet hvor vi flytter kraften langs angrepslinjen. Vi ser at virkningen er den samme om vi dytter eller om vi drar i planken, så lenge kraftens mål, retning og beliggenhet for øvrig er lik.
I statikken sier vi at en kraft har tre karakteristiske kjennetegn, og disse er mål, retning og angrepslinje. Legg merke til at det ikke sies noe om angrepspunkt, vi kan altså fritt flytte en kraft langs angrepslinjen uten at virkningen endrer seg. Ekvivalente krefter betyr krefter som har samme karakteristiske kjennetegn.
Det er viktig å presisere at når vi her snakker om kraftens virkning så er det kun virkningen i forhold til legemets kraftregnskap. Det er klart at også kraftens angrepspunkt har betydning i form av lokale deformasjoner og liknende rett under kraftens angrepspunkt.