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Kräftezusammensetzung

Kräfte sind gerichtete (vektorielle) Größen. Wenn auf einen Körper zwei Kräfte wirken, so setzen sich diese Teilkräfte vektoriell zu einer resultierenden Kraft zusammen. Die resultierende Kraft, kurz auch Gesamtkraft oder Resultierende genannt, kann rechnerisch oder zeichnerisch ermittelt werden. Der Betrag der resultierenden Kraft hängt vom Betrag der beiden Teilkräfte und vom Winkel zwischen ihnen ab.

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Kräfte sind gerichtete (vektorielle) Größen. Wenn auf einen Körper zwei Kräfte wirken, so setzen sich diese Teilkräfte vektoriell zu einer resultierenden Kraft zusammen. Die resultierende Kraft, kurz auch Gesamtkraft oder Resultierende genannt, kann rechnerisch oder zeichnerisch ermittelt werden. Der Betrag der resultierenden Kraft hängt vom Betrag der beiden Teilkräfte und vom Winkel zwischen ihnen ab. Alle möglichen Fälle sind in der nachfolgenden Übersicht zusammengestellt.

Bild

  • Kräfte addieren sich vektoriell
Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH): "Kräftezusammensetzung." In: Lernhelfer (Duden Learnattack GmbH). URL: http://www.lernhelfer.de/schuelerlexikon/physik/artikel/kraeftezusammensetzung (Abgerufen: 20. May 2025, 20:26 UTC)

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Drehmoment und Drehmomentensatz

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:

M → = r → × F → und unter der Bedingung , dass die Kraft senkrecht am Hebel angreift , M = r ⋅ F .

Auflagedruck

Der Auflagedruck gibt an, mit welcher Kraft ein Körper senkrecht auf eine Fläche von 1 Quadratmeter wirkt.

Formelzeichen:p
Einheit:ein Pascal (1 Pa)

Unter der Bedingung, dass die Kraft senkrecht auf die Fläche wirkt, kann der Auflagedruck mit folgender Gleichung berechnet werden:

p = F A                  F      wirkende Kraft                            A      Fläche , auf die die Kraft wirkt

Plastische und elastische Verformung

Wenn Kräfte auf einen Körper einwirken, können sie eine Verformung dieses Körpers hervorrufen. Diese Verformungen können plastisch oder elastisch sein.
Die Verformung eines Körpers ist plastisch, wenn er nicht wieder von allein seine ursprüngliche Form annimmt.
Die Verformung eines Körpers ist elastisch, wenn er von allein wieder seine ursprüngliche Form annimmt.

Beschleunigungsarbeit

Beschleunigungsarbeit wird verrichtet, wenn ein Körper durch eine Kraft beschleunigt wird. Ist die Kraft konstant und wirkt sie in Richtung des Weges, so gilt für die Beschleunigungsarbeit:

W B = F ⋅ s                      F      beschleunigende Kraft                      s       zurückgelegter Weg

Die Beschleunigungsarbeit wird wie die anderen Arten mechanischer Arbeit in den Einheiten ein Newtonmeter (1 Nm) und ein Joule (1 J) gemessen.

Reibungsarbeit

Reibungsarbeit wird verrichtet, wenn auf einen bewegten Körper Reibungskräfte wirken und seine Bewegung hemmen. Für die Reibungsarbeit gilt:

W R = F R ⋅ s W R = μ ⋅ F N ⋅ s                            F R        Reibungskraft                            s          zurückgelegter Weg                            μ         Reibungszahl                            F N       Normalkraft (senkrecht auf die Unterlage                                      wirkende Kraft)

Die Reibungsarbeit wird wie die anderen Arten mechanischer Arbeit in den Einheiten ein Newtonmeter (1 Nm) und ein Joule (1 J) gemessen.

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