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Bei Schraubenschlüsseln, Türklinken, Fahrrädern, Flaschenöffnern, Waagen oder Sportgeräten wirken Kräfte auf drehbare Körper. Das Drehmoment oder Kraftmoment ist die analoge Größe zur Kraft. Während die Kraft die Wirkung auf einen Körper beschreibt, der als Massepunkt angesehen werden kann und eine translatorische Bewegung ausführt, beschreibt das Drehmoment die Wirkung einer außerhalb der Drehachse angreifenden Kraft auf einen drehbar gelagerten starren Körper. Diese Wirkung kann durch solche Größen wie Drehwinkel, Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung beschrieben werden. Für das Drehmoment gilt:

$\begin{array}{l}\overrightarrow{M}=\overrightarrow{r}\times \overrightarrow{F}\text{und unter der Bedingung}\text{, dass die Kraft senkrecht}\\ \text{am Hebel angreift}\text{,}M=r\cdot F.\end{array}$

Bei der Translation gilt zwischen der Kraft F, der Masse m und der Beschleunigung a der grundlegende Zusammenhang $\overrightarrow{F}=m\cdot \overrightarrow{a}$, das newtonsche Grundgesetz. Es wird auch als Grundgesetz der Dynamik der Translation bezeichnet. Für die Rotation starrer Körper gibt es ein analoges Gesetz, das Grundgesetz der Dynamik der Rotation. Es lautet:
Für den Zusammenhang zwischen dem an einem Körper angreifenden Drehmoment, seinem Trägheitsmoment und der Winkelbeschleunigung gilt die Gleichung:
$\begin{array}{l}\overrightarrow{M}=J\cdot \overrightarrow{\alpha }\\ M\text{Drehmoment}\\ J\text{Trägheitsmoment}\\ \alpha \text{Winkelbeschleunigung}\end{array}$

Die elektrische Arbeit gibt an, wie viel elektrische Energie in andere Energieformen umgewandelt wird.

Elektrische Arbeit muss man verrichten, um einen geladenen Körper in einem elektrischen Feld zu verschieben.

Der Begriff Kraft wird im Alltag und in der Physik in vielfältiger Weise verwendet. Während der Alltagsbegriff mit unterschiedlichen Begriffsinhalten genutzt wird, ist die physikalische Größe Kraft eindeutig definiert:
Die Kraft gibt an, wie stark ein Körper bewegt oder verformt wird. Sie ist eine Wechselwirkungsgröße und eine vektorielle (gerichtete) Größe. Die Wirkung einer Kraft ist abhängig von ihrem Betrag, ihrer Richtung und ihrem Angriffspunkt.

$\begin{array}{l}\text{Formelzeichen:}\overrightarrow{F}\\ \text{Einheit: ein Newton (1 N)}\\ \text{1 N = 1}\frac{\text{kg}\cdot \text{m}}{{\text{s}}^2}\end{array}$
Man unterscheidet u.a. elektrische Kräfte, magnetische Kräfte, Reibungskräfte, Druckkräfte, Radialkräfte, Gewichtskräfte, Schubkräfte, Spannkräfte und Zugkräfte, Adhäsionskräfte und Kohäsionskräfte, innere Kräfte und äußere Kräfte voneinander.

Das von GALILEO GALILEI (1564-1642) gefundene Trägheitsgesetz lautet:
Ein Körper bleibt in Ruhe oder in gleichförmiger geradliniger Bewegung, solange die Summe der auf ihn wirkenden Kräfte null ist.
$\overrightarrow{v}=\text{konstant bei}\overrightarrow{F}={\displaystyle \sum _{i=1}^n{\overrightarrow{F}}_i}=0$
ISAAC NEWTON (1643-1727) formulierte dieses Gesetz in klarer Form in Rahmen seiner newtonschen Mechanik. Es wird deshalb auch als 1. newtonsches Gesetz bezeichnet.

Wirken zwei Körper aufeinander ein, so wirkt auf jeden der Körper eine Kraft. Die Kräfte sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet:

${\overrightarrow{F}}_1=-{\overrightarrow{F}}_2$

Dieses Gesetz wurde von dem berühmten englischen Naturforscher ISAAC NEWTON (1643-1727) entdeckt. Es wird auch als 3. newtonsches Gesetz oder 3. newtonsches Axiom bezeichnet. Entsprechend seinem Inhalt spricht man auch vom Gegenwirkungsprinzip, von „actio = reactio“ oder von „Kraft = Gegenkraft“.

Die Dynamik beschäftigt sich mit den Kräften und ihren Wirkungen. Die Zusammensetzung und Zerlegung von Kräften spielt bei zahlreichen Anwendungen eine wichtige Rolle. Die verschiedenen Arten von Kräften (Gewichtskräfte, Reibungskräfte, Kräfte bei der Drehbewegung) haben unterschiedliche Ursachen und Wirkungen. Die grundlegenden Gesetze der Dynamik sind die drei newtonschen Gesetze. Bei dem Test geht es darum nachzuweisen, dass sichere Kenntnisse über die Grundlagen der Dynamik vorliegen.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Physik - Dynamik".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

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