Die Kraft F

Energie ist nicht alles

Wir wissen bereits, dass wir einem Körper Höhenenergie Epot zuführen, wenn wir ihn um eine Höhe h heben. 

Epot  = m*g*h

Auf der Seite “von der Energie zur Kraft” haben wir den Zaubertrank von Miraculix aus energetischer Sicht angesehen. Dabei haben wir festgestellt, dass die Energie, die in einem Stück Schokolade steckt, ausreicht, um den Hinkelstein 2 m anzuheben.

Warum ist es so schwer, den Stein anzuheben?

Um den Stein anzuheben, müssen wir eine Kraft aufbringen. Umgangssprachlich ist der Begriff nicht neu. Jetzt wollen wir ihn aus Sicht der Physik betrachten.

Kraft F

Kräfte können:

  • Gegenstände verformen – Expander, Gummiband, …
  • die Bewegung von Körpern ändern – Auto anschieben, Fahrrad abbremsen

Die Kraft ist eine physikalische Größe, die angibt, wie stark ein Körper auf einen anderen Körper einwirkt.

  • Formelzeichen : F
  • Einheit: [F] = 1 N (Newton)
  • zur Definition: 1 N  entspricht  der Gewichtskraft einer 100 g Tafel Schokolade auf der Erde.

Die Wirkung einer Kraft ist von

  • ihrem Betrag
  • der Richtung
  • dem Angriffspunkt abhängig.

Die Kraft F ist eine vektorielle- bzw. gerichtete Größe, d.h. dass die Wirkung der Kraft neben dem Betrag auch von der Richtung der wirkenden Kraft abhängt. 

Als vektorielle Größe wird die Kraft mit einem Pfeil über dem Formelzeichen gekennzeichnet. {\overrightarrow{F}- Kraft}

Der Quader wird sich nach rechts verschoben.

Die Kraft wirkt nach unten, die Tischplatte wird sich biegen und/oder der Quader wird verformt.

Da der Angriffspunkt von F3 sehr hoch ist, wird der Quader nach links umkippen.

Da die Kraft sehr tief am Quader ansetzt wird dieser nach links verschoben.

Die folgende GeoGebra Datei zeigt,wie stark sich eine Feder beim Anhängen verschiedener Massen verformt.

⇒ Weiter geht es auf der Seite zum HOOKschen Gesetz. Hier werden die Gesetzmäßigkeiten zur Längenänderung der Feder untersucht.