Die Kraft

Die Kraft
GRUND LAGEN: Die Kraft - eine gerichtete physikalische Größe
Führt ein Fußballspieler einen Strafstoß aus, hängt der Erfolg davon ab,
wie schnell der Ball geschossen und wie platziert er geschossen wird. Der
Spieler muss versuchen, eine möglichst große Kraft auf den Ball auszuüben. Gleichzeitig muss die Schussrichtung stimmen, sonst geht der
Ball am Tor vorbei.
Bei einer Kraft kommt es darauf an, wie groß sie ist und in welche
Richtung sie ausgeübt wird. Will man nur etwas darüber sagen, wie groß
die Kraft ist, spricht man vom Betrag der Kraft.
Der Betrag der Kraft wird in der Einheit Newton (N) angegeben. Sie wurde nach dem englischen Physiker SIR ISAAC NEWTON benannt. Zum Halten
einer 100-g-Tafel Schokolade benötigt man etwa 1 N.
Für Kräfte verwendet man das Formelzeichen Der Pfeil über dem F
wird weggelassen, wenn nur der Betrag der Kraft gemeint ist.
Mit dem Federkraftmesser kann der Betrag von Kräften gemessen werden.
Der Kraftmesser muss so gehalten werden, dass seine Längsrichtung mit
der Kraftrichtung übereinstimmt.
Die Darstellung gerichteter Größen
Einen Pfeil kann man unterschiedlich lang zeichnen und in verschiedene
Richtungen zeigen lassen. Daher sind Pfeile sehr gut geeignet, um Kräfte
darzustellen. T 7
Wähle den Anfangspunkt des Pfeils aus.
Entscheide, an welchem Körper die Kraft angreift. Wo greift die
Kraft an?
Man nennt diesen Punkt „Angriffspunkt der Kraft"
Lege die Richtung des Pfeiles fest.
Die Pfeilspitze zeigt in Richtung der Kraft.
Bestimme die Länge des Pfeils.
Wähle zuerst einen geeigneten Maßstab: z.B.: 1 cm= 10N.
Die Länge des Pfeils gibt den Betrag der Kraft an
Im Bild sind Kräfte maßstäblich dargestellt. B6
a Ermittle, welche Beträge diese Kräfte haben,
b Zeichne im gleichen Maßstab Kräfte mit
folgenden Beträgen in dein Heft.
0,8N; 1,5N;5N; 10N; 10,8N.
B E W E G U N G , MASSE UND KRAFT
GRUNDLAGEN: Körper im Kräftegleichgewicht
Zwei Zugmaschinen ziehen in entgegengesetzte Richtungen an einem
Quader - der Quader setzt sich nicht in Bewegung, obwohl hier Kräfte
wirken. Das liegt daran, dass sich die bewegungsändernden Wirkungen
der Kräfte gegenseitig aufheben.
Genauso ist es, wenn man eine Tasche hält: Auf die Tasche wirkt die nach
unten gerichtete Gewichtskraft. Zusätzlich übt die Schülerin eine Kraft
nach oben aus. Die bewegungsändernden Wirkungen beider Kräfte heben
sich auf. Die Tasche bewegt sich nicht.
Greifen an einem Körper gleichzeitig mehrere Kräfte so an, dass sich
ihre bewegungsändernden Wirkungen gegenseitig aufheben, sagt
man: Der Körper ist im Kräftegleichgewicht.
Das ist z.B. dann der Fall, wenn zwei gleich große, aber entgegengesetzt
gerichtete Kräfte auf einen Körper ausgeübt werden. Greifen die Kräfte an
unterschiedlichen Punkten an, wird der Gegenstand im Kräftegleichgewicht nicht bewegt. Er wird aber durch die Kräfte mehr oder weniger
stark verformt. Durch diese Verformung unterscheidet sich das Kräftegleichgewicht von dem Zustand, in dem keine Kräfte auf den Körper wirken.
Sobald keine Kräfte mehr ausgeübt werden, nehmen viele Körper ihre ursprüngliche Form wieder an. Solche Körper bezeichnet man als elastisch.
Elastische Körper sind z. B. Schrauben- und Blattfedern, aber auch Sprungstäbe und Bäume
Kräftegleichgewicht an einer Feder Hängt man eine Kugel an eine
Feder, setzt sich die Kugel in Bewegung. Die Feder wird gedehnt. Schließlich kommt die Kugel zum Stillstand. Es tritt ein Kräftegleichgewicht ein.
Durch die Verformung des elastischen Körpers entsteht in seinem Innern
eine Rückstellkraft, die der Verformung entgegenwirkt. Je stärker die Verformung ist, desto stärker wirkt er auf einen anderen Körper ein. Auf die
Kugel in Bild 3 werden also die Gewichtskraft und die gleich große, aber
entgegengesetzt gerichtete Rückstellkraft der Feder ausgeübt.
Wenn mehrere Kräfte ausgeübt werden
Wenn mehrere Kräfte ausgeübt werden
1
Tauziehen zu dritt
Zwei Kräfte gegen eine - ein ungleicher Wettkampf? Probier es
mit zwei Freunden selbst aus. Wie verändert sich die Kraft auf
Ulrike, wenn die beiden anderen näher zusammen- oder weiter
auseinander gehen?