03 Der Kraftbegriff

Kraft(-zerlegung), schiefe Ebene, Drehmoment, Auflagerkräfte

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Karten	23
Lernende	46
Sprache	Deutsch
Kategorie	Physik
Stufe	Mittelschule
Erstellt / Aktualisiert	12.11.2013 / 06.10.2024
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Wie lautet die Formel für die Gewichtskraft

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

\(F_G = m \cdot g\)

Gib die Formel für das Drehmoment, die 'Kraft für Drehbewegungen' in Worten an.

Tastatur-Befehle:

= drehen,

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Das Drehmoment ist gleich Kraft mal Kraftarm, wobei die Kraft senkrecht auf den Radius steht.

\(M = F \cdot r \)

\([M]=1\ Nm\)

Gib die Gleichung für die Gleichgewichtsbedingung in dieser Skizze in Worten an:

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Die Summe der linksdrehenden Drehmomente ist gleich der Summe der rechtsdrehenden Drehmomente.

\(∑M_{links}=∑M_{rechts}\)

\(F_1\cdot r_1 = F_2 \cdot r_2\)

"Welche (Aus-)Wirkungen hat die Zugkraft auf den Wagen"

Tastatur-Befehle:

= drehen,

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Der Wagen wird nur gezogen, solange die "Zugkraft nach oben" ( erhält man aus der Zerlegung von \(F_{Zugkraft}\)mit Hilfe des Kräfteparallelogrammes, siehe Bild) kleiner ist als die Gewichtskraft.

Der Körper wird einmal gezogen, das andere mal geschoben. Welche Auswirkung auf die Bewegung des Körpers hat das?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

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Wird die Kraft entlang der Wirkungslinie verschoben, so ändert sich die Bewegung des Körpers nicht.

In welche Richtung wirkt die Gewichtskraft?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Die Gewichtskraft (F_G)wirkt Richtung Erdmittelpunkt.

Wie ist die Kraft definiert ?

Und wie lautet die Einheit der Kraft ?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

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\(\vec F = m \cdot \vec a\)

\([F] = 1 N = 1 \frac{kg \cdot m}{s^2}\)

N = Newton

Wird die Kraft entlang der Wirkungslinie verschoben...

...so verändert sich die Bewegung des Körpers.

...so verändert sich die Bewegung des Körpers nicht.

...so verändert sich die Kraft.

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

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...so verändert sich die Bewegung des Körpers.

...so verändert sich die Bewegung des Körpers nicht.

...so verändert sich die Kraft.

Umso (spitzer/stumpfer) der Keil umso mehr Kraft wirkt auf die äußeren Seiten des Holzklotzes.

spitzer

stumpfer

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spitzer

stumpfer

Beschreibe die Funktionsweise der losen und der festen Rolle.
Und erkläre anhand des Bildes was es für den Herrn bedeutet, der den Kasten heben will.

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

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Feste Rolle führt zu einer Kraftumlenkung.

Die lose Rolle teilt die Kraft auf (Krafthalbierung).

Es handelt sich um eine sehr einfache Art eines Flaschenzugs. Praktisch bedeutet dies für den Herrn, dass er nun zwar nur die Hälfte der Kraft aufbringen, jedoch die doppelte Länge an Seil ziehen muss.

Wie lautet das Hebelgesetz?

\(Kraft \cdot Kraftarm = Last \cdot Lastarm\)

Wie addiert man diese beiden Kraftvektoren grafisch?

1. Die beiden Vektoren paralell verschieben (gestrichelt)

2. eine Diagonale zwischen dem Schnittpunkt der beiden Schäfte und dem Schnittpunkt der gestrichelten Linien zeichnen

Wie ist der Schwerpunkt definiert?

Der Schwerpunkt ist die ideale Darstellung des Angriffspunktes der Gewichtskraft eines Körpers.

Bei Körpern mit einer homogenen Massenverteilung (z.B. Quader, Kugel) liegt er in der Mitte.

Wo ist beim folgenden Körper der Drehpunkt?

Der Drehpunkt ist in der linken unteren Ecke.

Wie nennt man den Angriffspunkt der Gewichtskraft noch?

höchster Punkt

Gesamte Fläche

Schwerpunkt

Schwachpunkt

höchster Punkt

Gesamte Fläche

Schwerpunkt

Schwachpunkt

Welche Kraft \((F_{2})\) ist an der Kurbel (=Hebel) für den Gleichgewichtsfall erforderlich?

\(F_{1}= 600N \) \(r_{1}=1dm\) \(r_{2}=2dm\)

\(M_{1}=M_{2}\)

\( r_{1}·F_{1}=r_{2}·F_{2} \)

\( F_{2}={F_{1}·r_{1}\over r_{2}}={100mm·600N\over 200mm}=300N\)

Mit welcher Kraft muss am (gelben) Seil gezogen werden, damit der Körper ruht?

Mit der Hangabtriebskraft \(F_H\)

Damit der Körper ruht, sind die Kräfte gleich groß

\(F_H=F_{Seil}\)

aber entgegengesetzt gerichtet

\(\overrightarrow{F_H}=-\overrightarrow{F_{Seil}}\)

In welche Richtung wirkt die Hangabtriebskraft?

Die Hangabtriebskraft wirkt parallel zur Oberfläche.

Wann sind zwei Kräfte im Gleichgewicht?

Wenn der Betrag der Resultierenden 0 ist

Wenn sie gleich groß sind und entgegengesetzt wirken

Wenn sie gleich groß sind

Wenn sie entgegengesetzt wirken

Wenn der Betrag der Resultierenden 0 ist

Wenn sie gleich groß sind und entgegengesetzt wirken

Wenn sie gleich groß sind

Wenn sie entgegengesetzt wirken

Zwei gleich große Kräfte haben je nach Angriffspunkt unterschiedliche Wirkungen.

Erkläre das mithife dieses Beispiels

Der linke Körper wird gehoben. Dabei liegt der Angriffspunkt im Schwerpunkt.

Der rechte Körper wird gekippt. Dabei wird der Körper um den Drehpunkt gedreht.

Wie ist der Drehpunkt definiert?

Der Drehpunkt ist ein Fixpunkt um den sich ein Körper unter Einwirkung einer Kraft drehen kann.

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