Die Kraft: Unterschied zwischen den Versionen
(→In der Alltagssprache) |
(→Beispiele) |
||
| Zeile 61: | Zeile 61: | ||
===Beispiele=== | ===Beispiele=== | ||
;ein Auto wird abgeschleppt | ;ein Auto wird abgeschleppt | ||
| − | Man | + | Man könnte verschiedene Gegenstände untersuchen. Das ziehende Auto, das abgeschleppte Auto oder das Seil. Es ist wichtig sich für einen Gegenstand zu entscheiden. |
| − | + | ||
| − | + | Wir wollen jetzt wissen, welche Kräfte auf das Seil wirken. Deshalb schneidet man das Seil mit zwei Schnitten frei. Man sieht nun gut, wie das Seil durch zwei Kräfte straff gespannt wird, es steht unter Zugspannung. | |
| + | |||
| + | Am gezogenen Auto wirkt eine Kraft nach vorne. An der Abschleppöse des ziehenden Autos wird auch gezogen, bei zu starker Belastung kann die Öse auch ausreißen. | ||
<gallery widths=150px heights=130px perrow=4 > | <gallery widths=150px heights=130px perrow=4 > | ||
| − | Bild:Abschleppen.png| | + | Bild:Abschleppen.png|Das vordere Auto zieht das hintere. |
| − | Bild:Abschleppen_Schnitt.png| | + | Bild:Abschleppen_Schnitt.png|Das Seil freischneiden. |
| − | Bild: | + | Bild:Abschleppen_Kraft_nurSeil.png|Das Schnittbild des Seils. |
| − | Bild: | + | Bild:Abschleppen_Kraft_Auto.png|Die Kräfte auf den "Rest". |
</gallery> | </gallery> | ||
| − | |||
| − | + | ;Einen Schlitten ziehen | |
| + | Hier möchte man gerne wissen welche Kräfte auf den Schlitten wirken. Dazu schneidet man durch das Seil direkt am Schlitten und längs der Kufen. | ||
| + | |||
| + | Das Seil zieht den Schlitten nach vorne. Durch die Reibung zwischen Kufen und Schnee wird der Schlitten nach hinten gezogen.<br/> Bemerkenswert ist, dass die Reibungskraft parallel zur Schnittfläche wirkt! | ||
| − | |||
<gallery widths=150px heights=130px perrow=4 > | <gallery widths=150px heights=130px perrow=4 > | ||
| − | Bild: | + | Bild:Mechanik E=Fs Gleichgewicht ohnePfeile.jpg|Der Schlitten wird über den Schnee gezogen. |
| − | Bild: | + | Bild:Mechanik E=Fs Gleichgewicht Schnitt.jpg|Den Schlitten freischneiden. |
| − | Bild: | + | Bild:Mechanik E=Fs Gleichgewicht Kraft Schlitten.jpg|Das Schnittbild des Schlittens. |
| − | Bild: | + | Bild:Mechanik E=Fs Gleichgewicht Kraft Boden Seil.jpg|Die Kräfte auf den "Rest". |
</gallery> | </gallery> | ||
;ein Kran hebt einen Tanklaster an | ;ein Kran hebt einen Tanklaster an | ||
| − | |||
Hier ist es sinvoll durch alle vier Befestigungsseile zu schneiden, um so die Kräfte auf den Tanklaster zu betrachten. | Hier ist es sinvoll durch alle vier Befestigungsseile zu schneiden, um so die Kräfte auf den Tanklaster zu betrachten. | ||
| Zeile 94: | Zeile 95: | ||
Andererseits zieht der Laster an den vier Seilen. | Andererseits zieht der Laster an den vier Seilen. | ||
<gallery widths=150px heights=130px perrow=4 > | <gallery widths=150px heights=130px perrow=4 > | ||
| − | Bild:Laster | + | Bild:leer.jpg|Der Laster wird angehoben. |
| − | Bild: | + | Bild:Laster Schnitt.jpg|Den Laster freischneiden. |
| − | Bild:Kräfte | + | Bild:Kräfte Laster.jpg|Das Schnittbild des Lasters. |
| − | + | Bild:leer.jpg|Die Kräfte auf den "Rest" sind schwieriger zu begründen, weil eine Gewichtskraft im Spiel ist. | |
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | + | ||
| − | Bild: | + | |
| − | + | ||
| − | + | ||
</gallery> | </gallery> | ||
Version vom 21. Oktober 2014, 15:03 Uhr
ein kaputter Tanklaster wird angehoben
ein natural Bodybuilder
Krafttraining
eine Gewichtheberin
Schuss!
Sprungwurf
Stabhochsprung
Stroboskopaufnahme eines hüpfenden Balls
kurz vor dem Schlag
während des Schlags
ein Fußball trifft eine Wand (Daniel Price, Loughborough University)
ein Auto wird abgeschleppt
Video: Crashtest Trabant
Inhaltsverzeichnis
Der Begriff der "Kraft" in der Physik und in der Alltagssprache
In der Physik
In der Physik versteht man unter einer Kraft wie an einem Gegenstand gezogen oder gedrückt wird.
Dabei ist sowohl die Stärke als auch die Richtung gemeint. Man spricht von einer vektoriellen Größe und kürzt sie mit [math]\vec F[/math] ab. (von engl. "Force") Die Kraft wird deswegen mit einem Pfeil dargestellt. Die Länge des Pfeils gibt die Stärke der Kraft an.
Dass eine Kraft wirkt erkennt man an
- der Verformung von Gegenständen oder
- der Veränderung einer Bewegung beim Bremsen, Beschleunigen, Kurven fahren
In der Alltagssprache
In der Alltagssprache versteht man häufig etwas anderes unter "Kraft". In manchen Fällen ist damit eher die Energie gemeint, die in etwas drinsteckt und mit der man etwas antreiben oder tun kann. Meistens aber wird der Begriff gar nicht in einem physikalischen Sinne gebraucht:
- Kraft im physikalischen Sinn
findet man häufig im Sport: Maximalkraft, Schnellkraft, Reaktivkraft und Kraftausdauer, Krafttraining, Kraftsport, Körperkraft
- im Sinne der physikalischen Energie
Windkraft(anlage), Kernkraft, Kraftwerk, Kraftfahrzeug, Kraftstoff
- das menschliche Vermögen
Manneskraft, Tatkraft
- in der Wirtschaft
Arbeitskraft, Bürokraft, Ersatzkraft, Fachkraft, Schreibkraft
- etwas den Dingen Innewohnendes
Heilkraft, Lebenskraft,
- Begriffe und Redewendungen
kräftig, kräftigen, kraftlos, kraftvoll, Kraftprotz, verkraften, kraft meines Amtes, außer Kraft setzen, außer Kraft treten, in Kraft setzen, in Kraft treten, ohne Saft und Kraft, wo rohe Kräfte sinnlos walten, Der hat Kraft!, Let the Force be with you,...
Das Freischneiden und Einzeichnen von Kräften
Durch das Einzeichnen von Kraftpfeilen kann man beschreiben, wie an einem Gegenstand gezogen oder gedrückt wird.
Dazu muss man zunächst den Gegenstand oder den Teil eines Gegenstandes "freischneiden", das heisst in Gedanken abtrennen.
An den Schnitten kann man dann Kräfte einzeichnen. Eine Gewichtskraft entsteht durch das Gravitationsfeld, das überall am freigeschnittenen Gegenstand zieht oder drückt. Sie wird meistens als eine Gewichtskraft im Schwerpunkt eingezeichnet.
Beispiele
- ein Auto wird abgeschleppt
Man könnte verschiedene Gegenstände untersuchen. Das ziehende Auto, das abgeschleppte Auto oder das Seil. Es ist wichtig sich für einen Gegenstand zu entscheiden.
Wir wollen jetzt wissen, welche Kräfte auf das Seil wirken. Deshalb schneidet man das Seil mit zwei Schnitten frei. Man sieht nun gut, wie das Seil durch zwei Kräfte straff gespannt wird, es steht unter Zugspannung.
Am gezogenen Auto wirkt eine Kraft nach vorne. An der Abschleppöse des ziehenden Autos wird auch gezogen, bei zu starker Belastung kann die Öse auch ausreißen.
Das vordere Auto zieht das hintere.
Das Seil freischneiden.
Das Schnittbild des Seils.
Die Kräfte auf den "Rest".
- Einen Schlitten ziehen
Hier möchte man gerne wissen welche Kräfte auf den Schlitten wirken. Dazu schneidet man durch das Seil direkt am Schlitten und längs der Kufen.
Das Seil zieht den Schlitten nach vorne. Durch die Reibung zwischen Kufen und Schnee wird der Schlitten nach hinten gezogen.
Bemerkenswert ist, dass die Reibungskraft parallel zur Schnittfläche wirkt!
Der Schlitten wird über den Schnee gezogen.
Den Schlitten freischneiden.
Das Schnittbild des Schlittens.
Die Kräfte auf den "Rest".
- ein Kran hebt einen Tanklaster an
Hier ist es sinvoll durch alle vier Befestigungsseile zu schneiden, um so die Kräfte auf den Tanklaster zu betrachten.
Die Gewichtskraft des Lasters wirkt nach unten und wird der Einfachheit halber im Schwerpunkt eingezeichnet. Weiterhin ziehen alle vier Seile am Laster.
Andererseits zieht der Laster an den vier Seilen.
Der Laster wird angehoben.
Den Laster freischneiden.
Das Schnittbild des Lasters.
Die Kräfte auf den "Rest" sind schwieriger zu begründen, weil eine Gewichtskraft im Spiel ist.
Verschiedene Arten von Kräften
| Feldkräfte (Feld zieht/drückt) | Oberflächenkräfte (direkter Kontakt) |
|---|---|
|
|
Links
- Wiktionary: Kraft
- Wikipedia: Kraft (Begriffsklärung)
- Wikipedia: Freischneiden von Kräften
- Freischneiden von Kräften (Dipl.-Ing.-Päd. Andreas Höfler)
- Video: free body diagram (youtube: "gmuchomas")
- Video: Freischneiden von Kräften (Werner Maurer)
- H. Schrecker: Der Weg zum physikalischen Kraftbegriff von Aristoteles bis Newton. In: Naturwissenschaften im Unterricht Physik/Chemie. 36, Nr. 34, 1988, (gekürzte Fassung im Webarchiv)
- Biomechanik Prof. Dieter Suter, Uni Dortmund
- Geospatial Information Authority of Japan Informationen zum Erdbeben von 2011.
