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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. July 2025, 23:39 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 .

Radialkraft

Die Radialkraft gibt an, mit welcher Kraft ein Körper auf einer Kreisbahn gehalten wird.

Formelzeichen: F → r
Einheit:ein Newton (1 N)

Die Radialkraft, auch Zentralkraft oder Zentripetalkraft genannt, kann mit folgenden Gleichungen berechnet werden:


F r = m ⋅ v 2 r       F r = m ⋅ 4 π 2 ⋅ r T 2       F r = m ⋅ 4 π 2 ⋅ r ⋅ n 2

Sie ist, wie jede andere Kraft, eine gerichtete (vektorielle) Größe und immer in Richtung Zentrum der Kreisbewegung gerichtet.

Hookesches Gesetz

Für alle elastisch verformbaren Körper und insbesondere für elastische Federn gilt, dass die Längenänderung der einwirkenden Kraft proportional ist:

s ~ F    oder   F s = konstant   oder   F = D ⋅ s
 

Dabei bedeuten:sLängenänderung der Feder
 Feinwirkende Kraft
 DFederkonstante

Dieses Gesetz wurde von dem englischen Naturforscher ROBERT HOOKE (1635-1703) entdeckt und nach ihm benannt. Es wird u. a. bei der Konstruktion von Federkraftmessern genutzt.

Wechselwirkungsgesetz

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

F → 1 = − 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".

Hubarbeit

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

W H = F G ⋅ h    oder W H = m ⋅ g ⋅ h                           F G      Gewichtskraft des Körpers                           h        Höhe , um die der Körper                                    gehoben wird (Weg)                           m       Masse des Körpers                           g        Fallbeschleunigung (Ortsfaktor)

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

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