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Aufgabe

Kräfte beim Tragen deiner Schultasche

Schwierigkeitsgrad: leichte Aufgabe

a)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 1 Skizze zur Aufgabe

Du hältst eine Schultasche in der Hand.

Gib an, welche Kräfte auf die Tasche wirkten.

Mache eine Ausage über die Beträge und die Richtungen dieser Kräfte.

Trage die Kräfte in die Skizze in Abb. 1 ein.

b)

Nimm an, du hebst die Tasche gerade mit konstanter Geschwindigkeit nach oben.

Mache erneut eine Ausage über die Beträge und die Richtungen dieser Kräfte.

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a)
Joachim Herz Stiftung
Abb. 2 Skizze zur Lösung

Auf die Tasche wirken die Gewichtskraft der Tasche und deine Muskelkraft.

Die beiden Kräfte haben den gleicher Angriffspunkt und den gleichen Betrag, aber entgegengesetzte Richtungen.

b)

Wir wollen kurz überlegen: Der Betrag und die Richtung der Gewichtskraft ändert sich natürlich nicht. Da die Tasche mit konstanter Geschwindigkeit hochgehoben wird, müssen sich nach dem 1. NEWTONschen Gesetz alle wirkenden Kräfte gegenseitig kompensieren, damit die Gesamtkraft auf die Tasche verschwindet. Deshalb hat die Muskelkraft weiterhin den gleichen Betrag und die entgegengesetzte Richtung wie die Gewichtskraft.

Wäre - wie viele Schülerinnen und Schüler zuerst annehmen - der Betrag der Muskelkraft größer als der der Gewichtskraft, dann würde die Tasche nach oben beschleunigen.

Grundwissen zu dieser Aufgabe

Mechanik

Kraft und Bewegungsänderung