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Physik - Betrag, Wirkungslinie, Angriffspunkt einer Kraft

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Physik

Betrag, Wirkungslinie, Angriffspunkt einer Kraft

Inhaltsverzeichnis

Eine Kraft wird charakterisiert durch den Betrag, die Richtung und den Angriffspunkt

Wirkungslinie und Angriffspunkt
Wirkungslinie und Angriffspunkt

Betrag

Der Betrag stellt die Größe der wirkenden Kraft dar. Die Maßeinheit ist hierbei N = Newton. Kräfte können eine unterschiedliche Größe besitzen.

Beispielsweise erkennt man das daran, dass unterschiedliche Gewichte auf eine Tischplatte auch mit einer unterschiedlichen Größe von Kraft auf den Tisch wirken.

Unterschiedliche Gegenstände üben unterschiedliche Kräfte aus
Unterschiedliche Gegenstände üben unterschiedliche Kräfte aus

Der Betrag $F$ einer Kraft kann gemessen werden, indem dieser mit der Schwerkraft (bzw. mit geeigneter Gewichtskraft $G$) verglichen wird.

Zeichnerisch kann man jeder Kraft eine Maßeinheit zuordnen. Also zum Beispiel mit der Maßeinheit 1 N = 1cm wird dann eine Kraft von 15 N mit 15 cm eingezeichnet, eine Kraft mit 20 N mit 20 cm usw.

Wichtig ist aber noch zu erfahren, welche Richtung die Kraft aufweist. Ist diese horizontal oder vertikal gerichtet oder weist einen bestimmten Winkel auf?

Richtung

Jede Kraft besitzt eine Richtung, welche darüber entscheidet wie ein Körper belastet wird. So wirkt die Schwerkraft immer senkrecht nach unten. Wenn ich jedoch einen Freund besuche und dafür die Hausklingel drücken muss, kann ich die vorhandene Schwerkraft nicht nutzen, da sie in die falsche Richtung wirkt. Daher benötige ich eine horizontale Kraft, bspw. die Muskelkraft meines Zeigefingers. Dieses einfache Beispiel zeigt, dass die Richtung der Kraft darüber entscheidet wie ein Körper belastet wird. 
Beschreiben lässt sich die Richtung der Kraft durch ihre Wirkungslinie und den Richtungssinn auf dieser.

Wirkungslinie
Wirkungslinie

Es ist möglich die Abweichung der Wirkungslinie von der Horizontalen durch einen Winkel z.B. $\alpha$ zu bestimmen. Der Richtungssinn der Kraft ist durch den Pfeil gegeben.

Angriffspunkt

Zuletzt erfolgt die Beschreibung des Angriffspunkts. Dieser gibt den Punkt auf einem Körper an, der durch eine Kraft mit einem bestimmten Betrag aus einer bestimmen Richtung belastet wird. Sobald sich der Angriffspunkt verschiebt, ändert sich auch die Wirkung auf den belasteten Körper. Das bedeutet also, dass abhängig davon wo sich der Angriffspunkt befindet und in welche Richtung die Kraft wirkt, wird diese unterschiedliche Bewegungen verursachen.

Würfel
Würfel

In der obigen Abbildung bewirkt die Kraft $F$ beim ersten Würfel eine Verschiebung nach links oben, beim zweiten Würfel eine Verschiebung nach rechts unten.