Grundwissen

Kraft - Grundbegriffe

Theorie:

a) Erkennungsmerkmal von Kräften:
Kräfte erkennt man daran, dass sie Körper verformen und/oder ihren Bewegungszustand ändern.

Unter Änderung des Bewegungszustandes versteht man die Änderung des Betrages der Geschwindigkeit (Beispiel A) und / oder der Richtung der Geschwindigkeit (Beispiel B)

 

 

b) Trägheitssatz (Newton I)

Wirkt auf einen Körper keine Kraft, so ändert sich auch sein Bewegungszustand nicht. Das heißt der Körper behält Betrag und Richtung der Geschwindigkeit bei.
Beachte auch den Sonderfall v = 0.

 

 

c) Kraftmessung
Bei der Messung von Kräften mit der Federwaage nutzt man die verformende Wirkung von Kräften aus.

Für die Kalibrierung eines Kraftmessers sind die folgenden drei Vereinbarungen nötig:



d) Grundgröße Kraft

Krafteinheit:
Die Einheit der Kraft ist 1 N (1 Newton). Dies entspricht etwa der Gewichtskraft der Tafel Schokolade auf der Erde.

Kraftgleichheit:
Zwei Kräfte besitzen den gleichen Betrag, wenn sie dieselbe elastische Schraubenfeder gleich stark dehnen.

Kraftvielfachheit:
n gleichgerichtete Kräfte von jeweils gleichem Betrag ergeben zusammen die n-fache Kraft.


e) Bestimmungsstücke der Kraft

Die Wirkung einer Kraft hängt von deren drei Bestimmungsstücken ab:

f) Darstellung der Kraft

Die Bestimmungsstücke der Kraft können wie nebenstehend skizziert dargestellt werden.

Gerichtete Größen wie die Kraft bezeichnet man in der Physik als Vektoren.


g) Kräftegleichgewicht

Wirken auf einen Körper zwei entgegengesetzt gerichtete Kräfte von gleichem Betrag, dann herrscht am Körper Kräftegleichgewicht. In diesem Fall ist der Körper im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen geradlinigen Bewegung (v = konstant).




Im Gegensatz zum Fall völliger Kräftefreiheit, wird der Körper allerdings bei Kräftegleichgewicht verformt.
Besteht kein Kräftegleichgewicht, so wird der Körper in Bewegung gesetzt (beschleunigt) oder abgebremst.

 

h) Das Wechselwirkungsgesetz (Newton III)
Kräfte treten nur paarweise auf:

Greift der Körper A mit der Kraft F1 am Körper B an, so übt B auf A die Gegenkraft F2 vom gleichen Betrag und entgegengesetzter Richtung aus.

Beachte:
Kraft und Gegenkraft (actio und reactio) greifen an verschiedenen Körpern an und können daher nicht im Gleichgewicht sein.

Musteraufgabe:

Wie kann man mit den nebenstehend skizzierten Mitteln einen Kraftmesser herstellen? Der Körper K habe die Gewichtskraft 1 N.

Wie kommt man insbesondere auf die Marken 2 N und ½ N?


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