Kräfte bewegen Körper
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Kräfte Seite 1 von 5 1. Kräfte bewegen Körper Eine Kraft (Wirkung) bringt einen Körper in einen anderen Zustand. Ruhende Körper werden beschleunigt sich bewegende Körper können weiter beschleunigt oder abgebremst werden. Kräfte sind unsichtbar und werden durch sogenannte Kraftpfeile dargestellt. Kräfte weisen in eine bestimmte Richtung, haben einen Angriffspunkt und eine gewisse Stärke. Die Richtung wird durch die Pfeilspitze angegeben, der Angriffspunkt wird in den Pfeilschaft verlegt, die Länge des Pfeiles zeigt die Größe einer Kraft an: Die hier wirkende Kraft greift links oben an, sie wirkt in Richtung rechts unten Die hier wirkende Kraft greift unten an, sie wirkt senkrecht nach oben. Sie ist größer als die obige Kraft. Meistens tritt aber nicht nur eine Kraft auf. Wenn mehrere Kräfte gleichzeitig wirken, in welche Richtung bewegt sich dann ein Körper? Stell dir vor, du und dein Freund schieben von verschiedenen Seiten einen Wagen, welche Richtung schlägt er dann ein? Man kann Kräfte zusammenzählen und erhält das Ergebnis, indem man die Kraftpfeile aneinander hängt. F1 + F 2 Der Körper wird zuerst (oder auch gleichzeitig) senkrecht nach oben und dann nach rechts unten bewegt. Insgesamt bewegt er sich wie eingezeichnet. Kräfte Seite 2 von 5 Wir haben uns hier das so genannte Kräfteparallelogramm zu Nutze gemacht. Kräfte werden parallel verschoben, die Verbindungslinie (die Diagonale des Parallelogramms) gibt die insgesamt wirkende Kraft an. Wir sehen: insgesamt wird der Körper nach rechts oben bewegt, die Gesamtkraft ist kleiner als die senkrecht nach oben wirkende, aber größer als die nach rechts unten wirkende Kraft. Na schön, und wenn drei Kräfte angreifen? – Dann bildet man die Gesamtkraft1 der beiden ersten und dann die neue Gesamtkraft2 aus der vorhergebildete Gesamtkraft1 mit der 3. Kraft: F3 F1 F2 F3 F1 + F 2 F1 + F 2 F1 F1 + F2+F3 Kräfte Seite 3 von 5 2. Die allgemeine Kraftformel Man kann sich überlegen, dass eine umso größere Kraft notwendig ist, wenn ein Körper große Masse besitzt. Außerdem muss mehr Kraft aufgewendet werden, wenn man ihn stärker beschleunigen will. Mathematisch kann man dies so ausdrücken: F = Kraft ist in Newton [N] m Masse in Kilogramm [kg] * mal a Beschleunigung in Meter pro Sekundenquadrat [m/s²] Kräfte können mit Federwaagen gemessen werden. Dabei wird eine Feder umso stärker gedehnt, je größer die wirkende Kraft ist. 3. Gravitationskraft Sie ist die Kraft, die unser Leben am auffälligsten bestimmt. Ohne sie würden wir schweben, die Planeten würden in willkürlichen Bahnen durchs Weltall sausen, … Wovon hängt nun die Gravitationskraft ab? Es ist einsichtig: je größer die Masse des Körpers, umso stärker wird er von der Erde angezogen. Je weiter der Körper von der Erdoberfläche entfernt ist, umso schwächer wird er angezogen (denke an die Lufthülle). Wenn man sich nun auf dem Mond oder der Sonne befindet, so ist die anziehende Masse eine andere. Das muss auch berücksichtigt werden. Mathematisch sieht dies so aus: G = Gravitations- ist kraft m1 Masse1 [N] kg * mal m2 Masse2 *G / *Gravitations- geteilt konstante durch kg - r² Abstand zum Quadrat m² Kräfte Seite 4 von 5 1. Überlege nun für folgende Kräfte, welche Bestimmungsstücke wichtig sind: Zentrifugalkraft bei Kreisbewegungen Reibungskräfte Kräfte Seite 5 von 5 4. Arbeit Wird definiert als Kraft mal Weg 5. Energie in der klassischen Mechanik Energie ist das Vermögen, Arbeit zu verrichten. Je mehr Energie in einem Körper steckt, umso mehr könnte aus ihm herausgeholt werden. Beispielsweise ist die Wärmeenergie, die in einem Liter Benzin steckt höher und leichter herauszubekommen als in einem Liter Diesel. a) Formel für die Lageenergie Formel für die Bewegungsenergie Elektrische Energie: U*I*t 6. Beschleunigung Beschleunigung bedeutet Geschwindigkeitszunahme mit der Zeit. Oder auch Geschwindigkeitsabnahme mit der Zeit (Verzögerung, Bremsen).
