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…)
Die Einheit der Kraft ist das Newton[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
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[kg]⋅a[m/s2]
2. Schritt: In Formel einsetzen und ausrechnen.
F[N]=6[kg]⋅9,81[m/s2]
Lösung:
F=58,86N
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[kg]⋅a[m/s2]
Schritt 1: Formel umformen.
a[m/s2]=m[kg]F[N]
Schritt 2: In Formel einsetzen und ausrechnen.
a[m/s2]=75[kg]225[N]
Lösung:
a=3m/s2
Kräfte können Körper oder deren ändern. Die Kräfte selbst können wir aber nicht .
Wir verwenden dafür einen .
Ein Körper mit der von 1 kg wird von der Erde mit einer Kraft von angezogen.
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