Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Gewichtskräfte

Grundwissen

Es gibt verschiedene Wechselwirkungen zwischen zwei Körpern, z.B. den Körper in Bewegung versetzen, abbremsen oder den Körper zeitweilig verformen. Wechselwirkung zweier Körper gibt es zum Beispiel zwischen einem Magneten und einem Eisenstück, sie verformen sich dann. Je härter das Material ist, desto weniger sieht man die Verformung. Normalerweise entsteht eine Verformung oder Bewegungsänderung bei beiden Körpern. Die Verformung oder Bewegungsänderung kann man besser mit einer Schraubenfeder erkennen. $F_{1}$wirkt mit der gleichen Kraft auf $F_{2}$, beide haben den selben Betrag. Dass nennt man Wechselwirkung (oder Gesetz von Kraft und Gegenkraft). Ohne Wechselwirkung wären viele Sachen im Leben nicht möglich (z.B. Start vom Läufer beim Startblock). Bei Astronauten ist die Gewichtskraft gleich null wegen der Schwerelosigkeit.

Messen von Kräften

Um Kräfte zu Messen kann man Schraubfedern benutzen. Federkraftmesser besitzen in ihrem inneren eine Schraubfeder und sie haben eine Nullpunkt (Einstellung die vor jeder Messung auf null gestellt werden). Die Abkürzung N kommt von dem Physiker Isaac Newton.

Die Einheit der Kraft ist Newton(N)

Darstellung von Kräften

Um ein elastisches Stahlblatt um eine vorgegebene Strecke zu verbiegen so ist dazu eine bestimmte Kraft notwendig. Die gleiche Verformung kann auch möglich sein, wenn man statt in die waagerechte Richtung mehr nach unten oder oben zieht.

Die Wirkung einer Kraft hängt von ihrem Betrag, ihrer Richtung und von ihrem Angriffspunkt ab.

Kräfte sind Größen. Sie kann man mithilfe von Pfeilen darstellen. Der Angriffspunkt des Pfeiles entspricht dem Angriffspunkt der Kraft. Die Richtung des Pfeiles gibt die Richtung der Kraft an. Die Länge des Pfeils gibt den Betrag der Kraft an. Beim Zeichnen muss man einen Maßstab angeben. Über Formelzeichen von der Kraft schreibt man einen Pfeil. Der Pfeil wird weggelassen, wenn nur der Betrag der Kraft gemeint ist.

Addition von Kräften

Wenn zwei Personen an einem Wagen in die gleiche Richtung ziehen ist die Kraft auf den Wagen größer als wenn nur eine Person zieht. Sie addieren sich zu einer resultierenden Kraft $F_{res}$. In zeichnerischen Darstellungen erhält man $F_{res}$ indem man den Fußpunkt des einen Kraftpfeils an die Spitze des anderen setzt. Dass gleiche passiert wenn zwei Kräfte in entgegengesetzte Richtungen wirken. Der Betrag der resultierenden Kraft entspricht dem Betrag der Differenz einzelner Kräfte.

Aufgabe zu Kräfte in entgegengesetzte Richtungen:

Ein Kronleuchter der 4kg schwer ist, fällt nicht herunter. Wieso? ➡️

Berechnung von Gewichtskräften

Definition: Die Gewichtskraft ist die Kraft mit der ein Körper an seiner Aufhängung zieht oder auf seine Unterlage drückt.

Formelzeichen: $F_{G}$

Die Gewichtskraft eines Körpers kann mit einem Federkraftmesser gemessen werden. Körper ziehen einander an, abhängig von ihrer Masse (Körpereigenschaft) und der Gewichtskraft (ortsabhängig). Das Verhältnis von Gewichtskraft und Masse wird von dem Ortsfaktor ($g$) bestimmt.

Formel:

$g={F_{G} \over m}$

Die Gewichtskraft ( $F_{G}$) ist auf der Erde ca. 9,81N.

Nordpol-Südpol: ca.9,83N , Mond : 1,62N

Rechenaufgabe: Ein Mädchen wiegt 50kg auf der Erde. Wie viel wiegt sie auf dem Mond?

Lösungsweg:$F_{G}$= m • g

$F_{G}$=50kg• 1,62N/kg=8 kg

Antwortsatz: Das Mädchen würde auf dem Mond 8kg wiegen(ca.1/6).

Die Schwerkraft Gravitationskraft genannt bezeichnet die Anziehungskraft der Erde auf alle Körper. Die Masse der Erde beträgt 6•$10^{(24)}$kg. Die Erde hat eine sehr starke Anziehungskraft auf alle Körper die sich auf der Erde befinden und auf die anderen Planeten des Sonnensystems.

Viel spaß bei dem Quiz 🙂

Isaac	Wie hieß der berühmte englische Physiker mit Vornamen?
Newton	Die Einheit von Kraft ist...
senkrecht	Wer einen Gegenstand in der Hand hält, spürt eine Kraft, die ... nach unten wirkt.
größer	Wenn zwei Personen in einer Richtung an einem Wagen ziehen, ist die Kraft auf dem Wagen ... als wenn nur eine Person zieht.