TitelKräfte
AutorSC
veröffentlicht01.07.2023
FachNaturwissenschaft
Klassenstufe9

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Hinweis zum Einsatz im Unterricht

Kräfte

1. Wie man Kräfte erkennt:

Kräfte können wir nicht sehen, man erkennt sie nur an ihrer Wirkung:

Kräfte können Körper verformen oder deren Bewegungszustand ändern.

2. Es gibt verschiedene Kräfte:

Wir unterscheiden zwischen verschiedenen Kräften, beispielsweise:

$▶$ Schwerkraft, Gewichtskraft (Erde, Mond, Mars…)

$▶$ Magnetkraft, elektrische Kraft (Elektromotor…)

$▶$ Federkraft (Spiralfeder…)

$▶$ Fliehkraft (Honigschleuder…)

$▶$ Reibungskraft (Schleifpapier, Fahrbahnbeschaffenheit…)

$▶$ Auftriebskraft (Schwimmen…)

F [N] = m [k g] \cdot a [m / s^{2}]

Kr a f t = M a sse \cdot B esc h l e u ni gu n g

Die Einheit der Kraft ist das $N e wt o n [N]$ .

Die Kraft von 1 N beschleunigt einen Körper mit der Masse von 1 kg in
1 Sekunde um 1 Meter/Sekunde.

F = Force (engl.) = Kraft

m = mass (engl.) = Masse

a = acceleration (engl.) = Beschleunigung

3. Wie man Kräfte misst:

Um Kräfte zu messen, ist es sinnvoll, eine der Wirkungen einer Kraft heranzuziehen:

Die Verformung von Körpern.

Der Kraftmesser enthält eine Spiralfeder und eine in Newton geeichte Skala.

Damit kann die Gewichtskraft, die auf einen Körper wirkt, gemessen werden.

Bei einem 1-kg-Stück zeigt der Kraftmesser 9,81 N an.

Spiralfeder

Hülse

Ein Körper mit der Masse 1 kg wird also von der Erde mit einer Kraft von 9,81 N (~ 10 N) angezogen.

Das ergibt sich aus der Erdbeschleunigung, die 9,81 m/s² beträgt:

Skala

F [N] = 1 [k g] \cdot 9, 81 [m / s^{2}] =

F = 9, 81 N

Masse

Einfache Rechenbeispiele zur Kraft:

Schau dir zunächst die Beispielrechnungen an und versuche anschließend, die zwei Rechenbeispiele eigenständig zu lösen!

Getränkekiste:

In einer Kiste mit Limonade sind 6 Flaschen zu je einem Liter. Wie viel Kraft wird benötigt, um die Kiste hochzuheben?

1. Schritt: Formel.

$F [N] = m [k g] \cdot a [m / s^{2}]$

2. Schritt: In Formel einsetzen und ausrechnen.

$F [N] = 6 [k g] \cdot 9, 81 [m / s^{2}]$

Lösung:

$F = 58, 86 N$

Fahren einer Kurve:

Ein Autofahrer mit der Masse von 75 kg fährt mit einer Zentripetalkraft von
225 N durch eine Rechtskurve. Wie groß ist seine Beschleunigung?

Formel: $F [N] = m [k g] \cdot a [m / s^{2}]$

Schritt 1: Formel umformen.

$a [m / s^{2}] = \frac{F [ N ]}{m [ k g ]}$

Schritt 2: In Formel einsetzen und ausrechnen.

$a [m / s^{2}] = \frac{225 [ N ]}{75 [ k g ]}$

Lösung:

$a = 3 m / s^{2}$

Beispiel 1:

Der Weltrekord im Gewichtheben (Stoßen) der Männer liegt bei 264 kg. Welche Kraft war dafür nötig?

Lösung

Formel:

F [N] = m [k g] \cdot a [m / s^{2}]

Schritt 1: Einsetzen in Formel.

F [N] = 264 [k g] \cdot 9, 81 [m / s^{2}]

Schritt 2: Ausrechnen.

F [N] = 2.589, 84 [N]

F = 2.589,84 N

Beispiel 2:

Die Weltrekordhalterin im Gewichtheben (Stoßen) der Frauen benötigte für ihren Rekord eine Kraft von 1.893,33 N. Welche Masse hatte das Gewicht?

Lösung

Formel:

F [N] = m [k g] \cdot a [m / s^{2}]

Schritt 1: Formel umformen.

m [k g] = \frac{F [ N ]}{a [ m / s ^{2} ]}

Schritt 2: In Formel einsetzen.

m [k g] = \frac{1.893 , 33 [ N ]}{9 , 81 [ m / s ^{2} ]}

Schritt 3: Ausrechnen.

m [k g] = 193 [k g]

m = 193 kg

Und jetzt du:

Ergänze die Lücken im Merksatz.

Kräfte können Körper verformen oder deren Bewegungszustand ändern. Die Kräfte selbst können wir aber nicht sehen.

Womit messen wir eine Kraft?

Wir verwenden dafür einen Kraftmesser.

Ergänze die Lücken im Merksatz.

Ein Körper mit der Masse von 1 kg wird von der Erde mit einer Kraft von 9,81 N angezogen.

Welche Kräfte haben wir kennengelernt?

Lösung

Schwerkraft, Gewichtskraft, Magnetkraft, elektrische Kraft, Federkraft, Fliehkraft, Reibungskraft, Auftriebskraft...

Wie lautet die allgemeine Formel für die Kraft?

Hinweis zum Einsatz im Unterricht

Kräf­te

Und jetzt du:

Kräfte