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Technische Mechanik 1: Statik - Reaktionskräfte (Zwangskräfte)

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Technische Mechanik 1: Statik

Reaktionskräfte (Zwangskräfte)

Es handelt sich um eine Reaktionskraft (oder Zwangskraft), wenn Zwangsbedingungen bewirken, dass ein Objekt in seiner Bewegung eingeschränkt wird. Dementgegen bezeichnet man eine Kraft, die keine Zwangskraft darstellt, als eingeprägte Kraft.

Beispiel

Auf einen Balken, der beispielsweise auf zwei Lagern liegt, wirkt als eingeprägte Kraft die Schwerkraft (bzw. eine vergleichbare Kraft) $G$ nach unten. Aufgrund der zwei Lager wird der Balken nicht in Richtung des Erdmittelpunktes beschleunigt. Das bedeutet also, dass die Lager eine Zwangskraft auf den Balken ausüben welche den Balken daran hindern von der Schwerkraft nach unten gezogen zu werden.

Zwangskraft
Zwangskraft

Freikörperbild

Das Freikörperbild dient der besseren Übersicht von Kräftemodellen. Hierbei wird ein Körper (z.B. der obige Balken) von der Umgebung virtuell gelöst. Die den Körper angreifenden Bestandteile (z.B. die obigen Lager), die einer Kraft entgegenwirken, werden durch einheitliche Symbole ersetzt. Diejenigen Bestandteile, die keinen Einfluss auf das Kräfteverhältnis haben, werden nicht mit eingezeichnet. Außerdem werden die Kräfte, welche aus der Umgebung auf den Körper einwirken, durch Kraftvektoren ersetzt sowie Abmessungen und Entfernungen angezeichnet.

Freikörperbild
Freikörperbild

Merke

Freikörperbilder sind für die Statik ein wichtiges zeichnerisches Hilfsmittel, da sich hiermit eine vereinfachte und übersichtliche Darstellung der Realität abbilden lässt.