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Grundwissen

Wirkungen von Kräften

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Nicht alles, was du im Alltag als Kraft bezeichnest, ist auch im physikalischen Sinne eine Kraft.
  • Physikalische Kräfte erkennst du an drei Wirkungen: Änderung des Geschwindigkeitsbetrags (Erhöhung oder Verringerung), Ändern der Geschwindigkeitsrichtung und Änderung der Form (Verformung).
Aufgaben Aufgaben

Der Begriff "Kraft" kommt in unserem Sprachgebrauch häufig vor. Hier nur einige Beispiele:

Willenskraft
Gewichtskraft
Waschkraft
Schaffenskraft

Federkraft
Muskelkraft
Überzeugungskraft
Reibungskraft

Aufgabe

Gib an, welche der oben genannten "Kräfte" solche im Sinne der Physik sind. Überprüfe deine Antwort mit dem Lösungsbutton. Die grün geschriebenen Begriffe sind physikalische Kräfte.

Lösung

Willenskraft
Gewichtskraft
Waschkraft
Schaffenskraft

Federkraft
Muskelkraft
Überzeugungskraft
Reibungskraft

Wenn du unvoreingenommen an den Kraftbegriff gehst, wirst du der Überzeugung sein, dass du weißt, was eine Kraft ist.  Wenn du aber eine allgemeine Festlegung (Definition) des Kraftbegriffs geben sollst, wird dir dies nicht leicht fallen.

Wir wollen nun etwas bescheidener sein und nicht sagen, was eine Kraft ist, sondern woran man das Wirken einer Kraft erkennen kann. In der Physik wird eine Kraft über ihre Wirkungen definiert, die im Folgenden vorgestellt werden.

Zusammenfassung

Wir können Kräfte selbst nicht sehen, nicht hören und nicht riechen. Wenn eine Kraft auf einen Körper einwirkt, kann eine Wirkung auf den Körper festgestellt werden. Nur an diesen Wirkungen können wir Kräfte erkennen.

Wirkung 1: Änderungen des Geschwindigkeitsbetrages

Foto von Nicolas Hoizey auf Unsplash
Abb. 2 Anlaufender Athlet

Stelle dir vor, ein Körper bewegt sich mit einem konstanten Geschwindigkeitsbetrag ("Schnelligkeit"). Wirkt nun eine Kraft auf den Körper ein, kann sich dadurch der Geschwindigkeitsbetrag dieses Körpers ändern. Dabei kann der Körper schneller aber auch langsamer werden.

In Abb. 2 bewirkt die Muskelkraft des Athleten, dass sich der Betrag seiner Geschwindigkeit erhöht. Genauso kann der Athlet seine Muskelkraft benutzen, um abzubremsen. Die Geschwindigkeitsrichtung des Läufers bleibt jedoch immer gleich.

Wirkung 2: Änderungen der Geschwindigkeitsrichtung

Foto von Julia Taubitz auf Unsplash
Abb. 3 Karussell

Stelle dir vor, ein Körper besitzt eine Geschwindigkeit in eine bestimmte Richtung. Wirkt nun eine Kraft auf den Körper ein, kann die Geschwindigkeitsrichtung dieses Körpers verändert werden.

In Abb. 3 wirkt eine Kraft, die die Karussellwägen ständig in eine Kurve zwingt. Somit bewegen diese sich nicht nur gerade aus, sondern haben eine Geschwindigkeit, die ständig in eine andere Richtung zeigt. Der Geschwindigkeitsbetrag ("Schnelligkeit") der Wägen bleibt jedoch während der Fahrt immer gleich.

Hinweis

Wirkung 1 (Änderung des Geschwindigkeitsbetrags) und Wirkung 2 (Änderung der Geschwindigkeitsrichtung) können auch zusammengefasst werden. Sie beschreiben gemeinsam die beschleunigende Wirkung einer Kraft. Beschleunigen meint dann, dass der Betrag der Geschwindigkeit kleiner oder größer wird und/oder sich die Richtung der Geschwindigkeit ändert.

Kurzgefasst: Kräfte können eine Beschleunigung bewirken.

Wirkung 3: Änderungen der Form (Verformung)

Foto von Theo Crazzolara auf Unsplash
Abb. 4 Hammer

Ein Körper hat eine bestimmte Form. Durch das Einwirken einer Kraft auf den Körper kann die Form dieses Körpers verändert werden.

In Abb. 4 wirkt durch den Hammer eine Kraft, die den Keks verformt.

Zusammenfassung

Kräfte lassen sich durch die folgenden Wirkungen erkennen:

  • Wirkung 1: Änderung des Geschwindigkeitsbetrags (Geschwindigkeitserhöhung oder Geschwindigkeitsverminderung)
  • Wirkung 2: Änderung der Geschwindigkeitsrichtung
  • Wirkung 3: Änderung der Form des Körpers

Die Wirkungen 1 und 2 werden oft in einer Wirkung zusammengefasst: Kräfte können die Beschleunigung eines Körpers bewirken.

Verständnisaufgabe