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Kräfte. 2 Die Newtonschen Gesetze 1.Jeder Körper (Masse m ) bleibt in Ruhe oder bewegt sich gradlinig mit seiner Geschwindigkeit v, wenn er nicht durch.

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Präsentation zum Thema: "Kräfte. 2 Die Newtonschen Gesetze 1.Jeder Körper (Masse m ) bleibt in Ruhe oder bewegt sich gradlinig mit seiner Geschwindigkeit v, wenn er nicht durch."—  Präsentation transkript:

1 Kräfte

2 2 Die Newtonschen Gesetze 1.Jeder Körper (Masse m ) bleibt in Ruhe oder bewegt sich gradlinig mit seiner Geschwindigkeit v, wenn er nicht durch einwirkende Kräfte gezwungen wird, seine Geschwindigkeit v zu ändern. 2.Wirkt eine Kraft F für die Dauer auf den Körper ein, so erhält er eine Zusatzgeschwindigkeit nach dem Gesetz: 3.Übt ein Körper A auf einen Körper B eine Kraft F 1-2 (actio) aus, so übt Körper B auf Körper A eine gleichgroße, aber entgegengesetzt gerichtete Kraft F 2-1 aus. actio = reactio Kräfte

3 3 Kennzeichen einer Kraft Bezeichnung der Kraft: Symbol F (engl. force = Kraft) Eine Kraft hat einen Angriffspunkt, Betrag und Richtung. Angriffspunkt : Ort der Wechselwirkung Betrag : |F| = F [F] = [m] · [a] = 1 kg · 1 m / s² = 1 N Richtung : Die Richtung, in die sich die Geschwindigkeit ändert (Zusatzgeschwindigkeit ), ist die Richtung der Kraft. F Kräfte

4 Bezeichnung der Kraft: Symbol F (engl. force = Kraft) Eine Kraft hat einen Angriffspunkt, Betrag und Richtung. Betrag : |F| = F [F] = [m] · [a] = 1 kg · 1 m / s² = 1 N Gewichtskraft von 1 kg: F G = 1 kg · 9,81 m / s² = 1 kp = 9,81 N Gewichtskraft von 0,1 kg (Tafel Schokolade): F G = 0,1 kg · 9,81 m / s² = 0,981 N 4 Kennzeichen einer Kraft F Kräfte 10 N 1 N

5 5 Kräfteaddition Eine Kräfteaddition in paralleler und antiparalleler Richtung nennt man: arithmetische Addition Parallel: z.B.: Antiparallel: z.B.: Kräfte

6 6 Kräfteaddition Eine Kräfteaddition, bei der die Vektoren in eine beliebige Richtung zeigen, nennt man geometrische Addition. Hierbei wird mithilfe eines Kräfteparallelogramms gearbeitet. Kräfte

7 7 Kräfteaddition F H F 1 F 2 F G Kräfte

8 Wechselwirkung Eine Kraft, die eine resultierende Kraft F 1,2,3 von Wechselwirkungen darstellt, kann von vielen Kräften herrühren. 8Kräfte

9 9 Kräftezerlegung Die Zerlegung von Kräften gelingt mit einem Kräfteparallelogramm. z.B. sind die Hangabtriebskraft F H und die Normalkraft F N Komponenten der Gewichtskraft F G F H F N F G F G Je steiler die schiefe Ebene, desto kleiner ist die Normalkraft und desto größer die Hangabtriebskraft! Kräfte

10 10 Situation: Obstschale auf dem Tisch A. Wechselwirkungsprinzip (actio = reactio): Beim Wechselwirkungsprinzip werden Aussagen über Kräfte gemacht, die an unterschiedlichen Körpern angreifen. Kräfte B. Kräftegleichgewicht: Beim Kräftegleichgewicht werden Aussagen über Kräfte gemacht, die an demselben Körper angreifen. Die Erde zieht die Schale an (actio), und die Schale zieht die Erde an (reactio). Diese beiden Anziehungskräfte (Gravitationskräfte) sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet. Die Erde übt eine Anziehungkraft auf die Schale aus. Auch der Tisch übt eine Kraft auf die Schale aus. Diese beiden Kräfte greifen an der Schale an (also an demselben Körper). Ist die resultierende Kraft = 0, so ist die Schale im Kräftegleichgewicht.

11 11 A. Wechselwirkungsprinzip Idealfall: Bei gleicher Reibung, gleichen Massen treffen sich die Schüler immer in der Mitte, egal wer zieht. allgemeiner Fall: Bei ungleicher Reibung, ungleichen Massen treffen sich die Schüler an derselben Stelle, egal wer zieht. z.B. zwei Schüler auf Skateboards Kräfte

12 12 B. Kräftegleichgewicht z.B. Wilhelm Busch: Witwe Bolte Kräfte Wann sind die Kräfte, die an dem einen Kreuzungspunkt der Schnüre angreifen, im Gleichgewicht ? Der Hahn ziehe mit 15 N, die Hennen jeweils mit 10 N. Konstruieren Sie eine mögliche Anordnung der Tiere, in der die resultierende Kraft = 0 wird. (Hinweis: Kräfteparallelogramme konstruieren !)

13 13 B. Kräftegleichgewicht Definition des Schwerpunkts: Wird der Körper im Schwerpunkt unterstützt (aufgehängt), so sind alle an ihm angreifenden Kräfte mit der Schwerkraft im Gleichgewicht, d.h. die Schwerkraft kann ihn nicht mehr drehen. Kräfte Angriffspunkt der Gewichtskraft: Die Schwerkraft braucht als Kraft einen Angriffspunkt am Körper!

14 Idealisierung eines Gegenstands: Ein Körper kann auf seinen Schwerpunkt reduziert werden, d.h. die Kraftwirkung geschieht über einen einzigen Punkt des Gegenstandes (den Schwerpunkt). 14 B. Kräftegleichgewicht Kräfte S

15 15 Massengleichgewichte Stabiles Gleichgewicht: Bei jeder Auslenkung hebt sich der Schwerpunkt Labiles Gleichgewicht: Bei jeder Auslenkung senkt sich der Schwerpunkt Indifferentes Gleichgewicht: Höhenlage des Schwerpunktes bleibt gleich Kräfte

16 Zusammenfassung: Fallschirmsprung 16 Wechselwirkung: F G als Wechselwirkung zwischen der Erde (Körper A) und dem Fallschirmspringer (Körper B). Beide Körper bewegen sich zum gemeinsamen Schwerpunkt hin (der nahe dem Erdmittelpunkt liegt!) Kräftegleichgewicht : Die Luftreibungskraft F R und die Anziehungskraft F G greifen an demselben Körper an (im Schwerpunkt des Fallschirmspringers). Sind beide Kräfte gleich groß, so ist die resultierende Kraft = 0. (d.h. Zusatzgeschwindigkeit und v = const.) Kräfte


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