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Baustatik 1 - Definition: Kraft

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Baustatik 1

Definition: Kraft

Inhaltsverzeichnis

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Eine Kraft ist die Ursache einer Bewegungs- bzw. Formänderung von Körpern.

Die Kraft wird in der Mechanik anhand ihrer Wirkung erkannt. Wirken Kräfte auf Körper, so können diese verformt oder die Bewegungsrichtungen verändert werden. Die Wirkung einer Kraft ist von ihrem Betrag, von der Richtung und ihrem Angriffspunkt abhängig.

Kraft F mit Richtungspfeil
Kraft F mit Richtungspfeil

 

Die Einheit der Kraft wird in Newton gemessen und als $N  = \frac{kg m}{s^2}$ geschrieben. 

Eine Kraft ist durch drei Merkmale vollständig gegeben:

  1. Betrag (Größe) der Kraft (=Länge des Kraftvektors)
  2. Angriffspunkt
  3. Wirkungsrichtung
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Merkmale einer Kraft

 

Betrag 

Der Betrag ist die Größe der Kraft bzw. die Länge des Kraftvektors und kann bestimmt werden zu:

$F = |\vec{F}| = \sqrt{F_x^2 + F_y^2 + F_z^2}$

Ist ein Kraftvektor gegeben, so kann der Betrag bzw. die Länge des Kraftvektors mittels Satz des Pythagoras bestimmt werden.

Beispiel

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Gegeben sei der ebene Kraftvektor $\vec{F} = (5N, 10N)$. Wie groß ist der Betrag der Kraft $F$?

Der Betrag ist auch gleichzeitig die Länge des Kraftvektors. Die Länge eines Vektors kann mittels Satz des Pythagoras bestimmt werden.

$F = |\vec{F}| = \sqrt{(5N)^2 + (10N)^2} = 11,18 N$

In den Aufgaben sind in den meisten Fällen die Beträge der Kräfte bereits angegeben.

Richtung

Die Richtung der Kraft zeigt an, in welche Richtung die Kraft wirkt. Zur Bestimmung der Richtung einer Kraft wird häufig der Winkel der Kraft zur Horizontalen angegeben.

Angriffspunkt

Der Angriffspunkt der Kraft zeigt an, an welchen Punkt auf den Körper die Kraft angreift.

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Die durch den Angriffspunkt und die Kraftrichtung bestimmte Gerade bezeichnet man als Wirkungslinie.