Kräfte

Die Newtonschen Gesetze

Grundbegriffe:

Leifiphysik-Kraftbegriff

Erkennen von Kräften - Kräftediagramme

Eine Münze wird senkrecht in die Luft geworfen und fällt gerade wieder herunter. Zeichne die auf die Münze wirkenden Kräfte in den Punkten B, C, D und E ein. Vernachlässige den Luftwiderstand! Lösung

  Kräftediagramme

Verschiedene Kraftarten
In den dargestellten Bildern treten verschiedene Arten von Kräften auf. Gib die Namen der wichtigsten Kräfte in dem jeweiligen Bild an

http://www.physicsclassroom.com/morehelp/recforce/recforce.html
identify the presence (or absence) of a variety of forces.

http://www.glenbrook.k12.il.us/gbssci/phys/shwave/fbd.html
Practice your skill at constructing free-body diagrams for a given physical situation. Twelve different descriptions of a physical situation are
presented; your goal is to determine the type and relative magnitude of the forces acting upon the described object.

http://eta.physics.uoguelph.ca/tutorials/fbd/quizzes.html
Self Test on free body diagrams

Kräfteaddition

Applet von Walter Fendt:  

Bei diesem Applet geht es um Kräfte, die an einem (als punktförmig angenommenen) Körper angreifen. In dem Auswahlfeld auf der rechten Seite kann man die Zahl der Einzelkräfte einstellen. Beträge und Richtungen dieser Einzelkräfte (blaue Pfeile) lassen sich verändern, indem man mit gedrückter Maustaste die Pfeilspitzen an die gewünschten Stellen zieht.

Wenn man wissen will, welche Kraft insgesamt auf den Körper ausgeübt wird, muss man eine sogenannte Vektoraddition durchführen. Sobald man auf den Button "Gesamtkraft ermitteln" klickt, führt das Applet die dazu erforderlichen Parallelverschiebungen der Kraftpfeile aus und zeichnet anschließend den Pfeil für die Gesamtkraft (rot). Mit dem unteren Button kann man die Konstruktion wieder löschen.

Zwei weitere Applets von Walter Fendt

Hier wird ein einfaches Experiment zum Gleichgewicht dreier Kräfte simuliert. zum Applet (Internet Explorer!)

Zerlegung einer Kraft in zwei Komponenten. zum Applet (Internet Explorer!)

Zwei Personen, eine starke Frau und ein Mädchen ziehen so kräftig sie können an zwei Seilen, die an der Kiste befestigt sind (siehe Abbildung, Sicht von oben). In welche Richtung wird die Kiste am ehesten rutschen? Antwort: Richtung 2 stimmt am ehesten, da in diese Richtung die Resultierende aus blauer und grüner Kraft weist.

Eine Person zieht eine Kiste mit konstanter Geschwindigkeit über eine rauhe horizontale Oberfläche. Dabei übt die Person die Kraft F aus. Die Pfeile in dem unten stehenden Diagramm geben zwar die Richtungen der verschiedenen Kräfte auf den Block korrekt an, aber nicht unbedingt deren Größe. Welche der folgenden Beziehungen müssen für die Beträge der Kräfte W, K, N und F gelten? 1) F = K und N = W 2) F = K und N > W 3) F > K und N < W 4) F < K und N = W 5) keine der Möglichkeiten  Antwort: Antwort 3 ist richtig. F > K, da die parallel zum Boden verlaufende Komponente zum Boden verlaufende Komponente von F genauso groß sein muss wie K. N < W, da N und die Vertikalkomponente von F zusammen den gleich Betrag haben müssen wie W.

Beide Aufgaben entnommen aus Leifiphysik

Heimversuch: Tauziehen

Die Kräfte der beiden Köpfe des Musculus gastrocnemius addieren sich vektoriell.  Quelle:

3 Hunde streiten sich um einen Knochen. Hasso zieht mit 20N nach links, Nico mit 15N aufwärts und Bello mit 35N nach rechts. Was ist die resultierende Kraft (Nettokraft) auf den Knochen? Lösung: Verwendet man die Vektorschreibweise gilt: v1=(-20,0)  v2=(0,15)  v3=(35,0) bildet man die Vektorsumme: r=(15,15) Betrag von r = 21,2 N; Winkel = 45°

Lösung: einzige Kraft die wirkt, ist die Schwerkraft!

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