Direkt zum Inhalt

Pfadnavigation

  1. Startseite
  2. Physik
  3. 1 Die Physik - eine Naturwissenschaft
  4. 1.2 Denk- und Arbeitsweisen der Physik
  5. 1.2.5 Lösen physikalisch-mathematischer Aufgaben
  6. Geometrische Aufgaben

Geometrische Aufgaben

Beim Lösen bestimmter Aufgaben (Zusammensetzung oder Zerlegung von Kräften, Zusammensetzung von Geschwindigkeiten, Zusammensetzung von Wegen) werden die physikalischen Sachverhalte in einer maßstäblichen Zeichnung dargestellt und das Ergebnis durch geometrische Konstruktion ermittelt. Aus der geometrischen Konstruktion können dann weitere Folgerungen gezogen werden.

Schule wird easy mit KI-Tutor Kim und Duden Learnattack

  • Kim hat in Deutsch, Mathe, Englisch und 6 weiteren Schulfächern immer eine von Lehrkräften geprüfte Erklärung, Video oder Übung parat.
  • 24/7 auf Learnattack.de und WhatsApp mit Bildupload und Sprachnachrichten verfügbar. Ideal, um bei den Hausaufgaben und beim Lernen von Fremdsprachen zu unterstützen.
  • Viel günstiger als andere Nachhilfe und schützt deine Daten.
Jetzt 30 Tage risikofrei testen
Your browser does not support the video tag.

Beim Lösen bestimmter Aufgaben (Zusammensetzung oder Zerlegung von Kräften, Zusammensetzung von Geschwindigkeiten, Zusammensetzung von Wegen) werden die physikalischen Sachverhalte in einer maßstäblichen Zeichnung dargestellt und das Ergebnis durch geometrische Konstruktion ermittelt. Aus der geometrischen Konstruktion können dann weitere Folgerungen gezogen werden. Diese Art der Lösung wird insbesondere dann angewendet, wenn ausschließlich mit vektoriellen (gerichteten) Größen gearbeitet wird, wenn es also z. B. um Kräfte, Geschwindigkeiten, Wege oder Beschleunigungen geht.

Um solche Aufgaben zu lösen, kann man folgende Lösungsschritte wählen:

  • Festlegen eines geeignetes Maßstabes für die physikalische Größen.
  • Umrechnen der physikalischen Größen in Längen.
  • Grafische Darstellung des Sachverhalts unter Beachtung der Richtung der physikalischen Größen.
  • Durchführen der Konstruktion und Ermittlung des Betrages und der Richtung der physikalischen Größen.

Beispiel

Ein Segelboot bewegt sich immer in die Richtung, in die die resultierende Kraft wirkt.
Wie groß ist die resultierende Kraft, wenn durch Westwind auf das Segel eine Kraft von insgesamt 250 N und gleichzeitig auf das Boot aufgrund einer nach Nordost verlaufenden Strömung eine Kraft von 100 N wirkt? In welche Richtung bewegt sich das Boot aufgrund der resultierenden Kraft?

Analyse:
Auf das Segelboot wirken zwei Kräfte in unterschiedlichen Richtungen. Es kann angenommen werden, dass diese Kräfte an einem Angriffspunkt, dem Schwerpunkt des Bootes, angreifen. Mithilfe eines maßstäblichen Kräfteparallelogramms können Betrag und Richtung der resultierenden Kraft ermittelt werden.

Lösung:
Für die maßstäbliche Zeichnung wird vereinbart:

1 cm ≙  50 N

Damit hat der Kraftpfeil für die eine Kraft eine Länge von 5 cm und der für die andere Kraft eine Länge von 2 cm. Nun kann die Konstruktion unter Beachtung der Richtungen der Kräfte durchgeführt werden (Bild 2).
Der Kraftpfeil der resultierenden Kraft ist 6,5 cm lang. Die resultierende Kraft beträgt somit 325 N. Die Richtung ergibt sich aus der Skizze.

Ergebnis:
Die resultierende Kraft auf das Segelboot beträgt 325 N. Es bewegt sich in Richtung Nordnordost.
Die Lösung kann auch rechnerisch ermittelt werden. Möglichkeiten dafür findet man unter den Stichwörtern Kräftezusammensetzung bzw. Geschwindigkeit.

Eine elegante Lösungsmöglichkeit

Um schnell zu einer Lösung solcher geometrischer Aufgaben zu kommen, kann man auch die nebenstehende Möglichkeit mithilfe des Programms "Geonet" nutzen. Die Länge der Pfeile und ihre Richtung zueinander lässt sich verändern.

  • Zusammensetzung von Kräften (Kräfteparallelogramm)
Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Geometrische Aufgaben." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/geometrische-aufgaben (Abgerufen: 02. July 2025, 21:43 UTC)

Suche nach passenden Schlagwörtern

  • Geschwindigkeiten
  • Lösungsschritte
  • Kräftezusammensetzung
  • Wege
  • Simulation
  • geometrische Konstruktion
  • Kräfte
  • Zusammensetzung von Kräften
  • geometrische Aufgaben
  • Kräfteparallelogramm
  • Animation
Jetzt durchstarten

Lernblockade und Hausaufgabenstress?

Entspannt durch die Schule mit KI-Tutor Kim und Duden Learnattack.

  • Kim hat in Deutsch, Mathe, Englisch und 6 weiteren Schulfächern immer eine von Lehrkräften geprüfte Erklärung, Video oder Übung parat.
  • 24/7 auf Learnattack.de und WhatsApp mit Bildupload und Sprachnachrichten verfügbar. Ideal, um bei den Hausaufgaben und beim Lernen von Fremdsprachen zu unterstützen.
  • Viel günstiger als andere Nachhilfe und schützt deine Daten.

Verwandte Artikel

Gleichförmige geradlinige Bewegungen

Eine gleichförmige geradlinige Bewegung eines Körpers liegt vor, wenn sich der Körper längs einer geraden Bahn ständig mit der gleichen Geschwindigkeit bewegt, wenn also gilt: v → = konstant .
Bei einer solchen Bewegung sind sowohl der Betrag als auch die Richtung der Geschwindigkeit konstant. Ein Beispiel für eine gleichförmige Bewegung ist ein Zug, der mit einer konstanten Geschwindigkeit eine gerade Strecke entlangfährt.

Gleichförmige Kreisbewegung

Eine gleichförmige Kreisbewegung liegt vor, wenn sich ein Körper immer mit dem gleichen Betrag der Geschwindigkeit auf einer kreisförmigen Bahn bewegt.
Die gleichförmige Kreisbewegung ist eine beschleunigte Bewegung, da sich ständig die Richtung der Geschwindigkeit ändert.

Größen zur Beschreibung der Rotation

Die translatorische Bewegung eines Körpers kann mit den Größen Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung beschrieben werden. Analog dazu kann man die Bewegung eines rotierenden starren Körpers mit den Größen Drehwinkel, Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung beschreiben. Teilweise werden auch die Größen Umlaufzeit und Drehzahl mit genutzt. In der Dynamik kommen als weitere Größen das Drehmoment und das Trägheitsmoment hinzu.

Ort und Weg

Wichtige Größen zur Beschreibung der Bewegung von Körpern sind der Ort und der Weg, den ein Körper zurücklegt.
Unter dem Ort x, an dem sich ein Körper befindet, versteht man seine Lage in einem Bezugssystem zu einem bestimmten Zeitpunkt. Der Ort kann sich mit der Zeit ändern.
Der davon zu unterscheidende Weg s gibt an, wie groß die Länge der Bahn zwischen zwei Orten bei einer Bewegung ist.

Überlagerung gleichförmiger Bewegungen

Setzt sich die Bewegung eines Körpers aus zwei gleichförmigen Teilbewegungen zusammen, so spricht man von einer Überlagerung oder Superposition gleichförmiger Bewegungen. Die Teilbewegungen können die gleiche Richtung oder die entgegengesetzte Richtung haben oder einen beliebigen Winkel zueinander bilden.
Die beiden Teilbewegungen ergeben eine resultierende Bewegung (zusammengesetzte Bewegung). Für diese resultierende Bewegung können Wege und Geschwindigkeiten rechnerisch oder zeichnerisch ermittelt werden. Dabei ist der vektorielle Charakter von Weg und Geschwindigkeit zu beachten.

Ein Angebot von

Footer

  • Impressum
  • Sicherheit & Datenschutz
  • AGB
© Duden Learnattack GmbH, 2025