Klasse 7 › Physik › Kräfte und Energie
Was passiert, wenn zwei Kräfte gleichzeitig ziehen?
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Zwei Kräfte wirken zusammen wie eine einzige, die Gesamtkraft. Ziehen sie in dieselbe Richtung, addierst du die Beträge, ziehen sie gegeneinander, ziehst du ab. Gleich große Gegenkräfte heben sich auf: Kräftegleichgewicht. Ziehen sie schräg, ist die Diagonale im Kräfteparallelogramm die Gesamtkraft – 30 N und 40 N im rechten Winkel ergeben 50 N.
Das Wichtigste zum Nachlesen
1 Min. Lesen
Kräfte haben eine Richtung
Eine Kraft hat einen Betrag und eine Richtung, darum zeichnet man sie als Pfeil. Wirken zwei Kräfte in dieselbe Richtung, addierst du ihre Beträge. Wirken sie gegeneinander, ziehst du sie ab – die Gesamtkraft zeigt in die Richtung der größeren. Sind sie gleich groß und entgegengesetzt, heben sie sich auf: Kräftegleichgewicht. Wirken zwei Kräfte schräg zueinander, findest du die Gesamtkraft (resultierende Kraft) mit dem Kräfteparallelogramm.
Das Kräfteparallelogramm (1 cm ≙ 5 N)
8 cm und 6 cm im rechten Winkel: Die Diagonale misst 10 cm, also 50 N – nicht 70 N.
So zeichnest du das Kräfteparallelogramm
- Maßstab wählen, zum Beispiel 1 cm ≙ 5 N.
- Beide Kraftpfeile vom selben Punkt aus zeichnen.
- Zu jedem Pfeil die Parallele durch die Spitze des anderen zeichnen.
- Diagonale vom Angriffspunkt aus messen und umrechnen.
Die Diagonale ist die Gesamtkraft.
Typische Falle
- Falsch: Zwei Kräfte zusammen sind immer die Summe ihrer Beträge.
- Richtig: Nur bei gleicher Richtung. 30 N und 40 N ergeben zwischen 10 N und 70 N – je nach Winkel.
- Beim Tauziehen zählt nicht die Summe, sondern der Unterschied.
Tipp
Prüfe jedes Ergebnis: Die Gesamtkraft liegt immer zwischen Unterschied und Summe der beiden Kräfte.
Üben
3 Aufgaben
Wie groß ist die Gesamtkraft?
- Zwei Hunde ziehen den Schlitten in dieselbe Richtung: 120 N und 80 N → N
- Tauziehen: links 300 N + 250 N, rechts 500 N → Gesamtkraft N nach links
- Zwei Kinder drücken von beiden Seiten mit je 50 N gegen eine Kiste → N
- Boot: Motor 900 N vorwärts, Strömung 300 N entgegen → N vorwärts
Kräfteparallelogramm mit dem Maßstab 1 cm ≙ 5 N (siehe Bild).
- F1 = 40 N ist als Pfeil cm lang.
- F2 = 30 N ist als Pfeil cm lang.
- Die Diagonale misst 10 cm. Die Gesamtkraft ist N.
- Mit 60 N und 80 N im rechten Winkel (1 cm ≙ 10 N) misst die Diagonale 10 cm: F = N
Stimmt das? Kreuz an.
- Zwei Kräfte ergeben zusammen immer die Summe ihrer Beträge.
- Beim Kräftegleichgewicht heben sich die Kräfte auf.
- Die Länge eines Kraftpfeils zeigt, wie groß die Kraft ist.
- Im Kräftegleichgewicht muss ein Körper immer stillstehen.
- 30 N und 40 N im rechten Winkel ergeben 70 N.
Was im Video gesagt wird
Abschrift
Einstieg
Dreißig plus vierzig Newton sind immer siebzig? Falsch!
Erklärung
Eine Kraft hat einen Betrag und eine Richtung. Darum zeichnet man Pfeile. Ziehen beide in dieselbe Richtung, hängst du die Pfeile aneinander. Dann stimmt die Summe: dreißig plus vierzig gleich siebzig Newton. Ziehen sie gegeneinander, ziehst du ab. Zehn Newton bleiben übrig.
Die Gesamtkraft zeigt zur stärkeren Seite, hier nach rechts. Sind beide gleich stark, heben sie sich auf. Das ist Kräftegleichgewicht. Dann ändert sich die Bewegung nicht. Was steht, bleibt stehen. Und wenn die Kräfte schräg ziehen, zum Beispiel im rechten Winkel?
Zeichne zu jedem Pfeil die Parallele durch die Spitze des anderen. Die Diagonale vom Angriffspunkt aus ist die Gesamtkraft, die resultierende Kraft. Ein Zentimeter steht hier für zehn Newton. Die Diagonale misst fünf Zentimeter. Fünf mal zehn Newton: Die Gesamtkraft ist fünfzig Newton, nicht siebzig.
Gegenprobe: Die Gesamtkraft liegt immer zwischen Unterschied und Summe.
Beispiele
Beispiel: Zwei Kinder ziehen einen Schlitten, mit sechzig und achtzig Newton. Die Seile bilden einen rechten Winkel. Wir zeichnen beide Pfeile. Maßstab: ein Zentimeter für zwanzig Newton. Das gibt drei und vier Zentimeter. Parallelen durch die Spitzen, fertig ist das Parallelogramm.
Jetzt die Diagonale messen: genau fünf Zentimeter lang. Fünf mal zwanzig Newton: Die Gesamtkraft ist hundert Newton. Probe: Hundert liegt zwischen zwanzig und hundertvierzig. Passt. Und der Schlitten zieht schräg los, in Richtung der Diagonale.
Und beim Tauziehen ohne Sieger? Beide Teams ziehen gleich stark: null Newton.
Dein Zug
Dein Zug: Zwanzig Newton nach rechts, fünfzig nach links. Wie groß ist die Gesamtkraft? Dreißig Newton nach links.
Zum Schluss
Gleiche Richtung: addieren. Gegeneinander: abziehen. Schräg: das Parallelogramm. Merk dir: Zwei Kräfte ergeben eine Gesamtkraft. Die Richtung entscheidet, wie groß. Zum Üben: Zeichne dreißig und vierzig Newton im rechten Winkel. Miss die Gesamtkraft. Nächste Frage: Wie funktioniert eine Lupe?
Danach
