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.
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
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
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)
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.