Das Kräftegleichgewicht

Das Kräftegleichgewicht

Kräfte im Gleichgewicht

Die resultierende Kraft

Rechnen mit Kräften

Aufgaben zum rechnen mit Kräften

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Kräfte im Gleichgewicht

Was heißt Gleichgewicht?
Umweltschützer sagen, die Natur gerät aus dem Gleichgewicht.
Politiker sprechen von gestörtem politischem Gleichgewicht.
Wirtschaftler sprechen vom Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage.
Eine Waage befindet sich im Gleichgewicht.
Wann ist ein Gleichgewicht gestört?

Versuch Seilziehen, Betrachtung von Gleichgewicht und Ungleichgewicht

Kräftegleichgewicht herrscht dann, wenn beide Mannschaften gleich stark am Seil ziehen.
Die Kraft F₁ ist dann genauso groß wie die Kraft F₂, beide wirken aber entgegengesetzt.

Versuch Kräftegleichgewicht an einem Wagen untersuchen

Gleichgewicht herrscht immer dann, wenn zwei Kräfte auf einen Körper in entgegengesetzter Richtung wirken und gleich groß sind.

des_0124

des_0125 Weitere Beispiele:
Der Apfel an einem Baum.

Wilhelm Busch:
Die vier Hühner.

Merke Im Gleichgewichtsfall ist die Summe aller Kräfte, die an einem Körper angreifen gleich Null.

Die resultierende Kraft

Versuch Drei Kräfte greifen an einem Wagen an

des_0126 Alle Kräfte,
die nach rechts zeigen sind positiv,
alle die nach links zeigen sind negativ.

Beispiel f_0071
Die Kraft, die übrig bleibt, heißt resultierende Kraft F_R.

Rechnen mit Kräften

Beispiel An einem Körper greifen folgende Kräfte an:

Wie groß ist die resultierende Kraft?

Zeichnerische Lösung (Maßstab: 1 N = 1 cm):
des_0127

Rechnerische Lösung:

Aufgaben zum rechnen mit Kräften

Nr. 01 02 03 04

01 An einem Körper greifen folgende Kräfte an:

Wie groß ist die resultierende Kraft R? Löse zeichnerisch und rechnerisch.

02 An einem Körper greifen folgende Kräfte an:

Wie groß ist die resultierende Kraft R? Löse zeichnerisch und rechnerisch.

03 An einem Körper greifen folgende Kräfte an:

Füge eine dritte Kraft F₃ so hinzu, dass Kräftegleichgewicht herrscht. Wie groß ist F₃?. Überprüfe durch Rechnung.

04 An einem Körper greifen folgende Kräfte an:
f_0077
Füge die fehlenden Kräfte an, so dass Kräftegleichgewicht herrscht.
Kräftegleichgewicht herrscht dann, wenn gilt:

Merke Die Resultierende Kraft ist die Summe aller Einzelkräfte. Diese werden addiert. Dabei ist das Vorzeichen der Kraft zu berücksichtigen. Es herrscht genau dann Kräftegleichgewicht an einem Körper, wenn die Resultierende gleich Null ist.