Mechanik - Addition von Kräften, Physikübungen

Zusammensetzung von Kräften auf einen Körper, Gesamtkraft bestimmen - Gesamtaufgabenbestand (lehrplanunabhängig) - 16 Aufgaben in 4 Levels

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  • Hilfe zur Aufgabe

    Es wirken zwei Kräfte auf einen Körper.

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    Zu diesem Aufgabentyp gibt es eine passende Beispiel-Aufgabe:
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    Addieren von Kräften

    Zwei Kräfte \(\displaystyle \vec{F_A}\) und \(\displaystyle \vec{F_B}\) bzw. deren Kraftpfeile können mit einem Kräfteparallelogramm zeichnerisch addiert werden. Damit kann die Gesamtkraft \(\displaystyle \vec{F_{ges}}\) bestimmt werden.

    Die Anfänge der gegebenen Pfeile liegen dabei im Angriffspunkt, meist dem Massenschwerpunkt.

    Mögliches Vorgehen:

    1. Länge von Pfeil A und Pfeil B abmessen.
    2. An der Spitze von Pfeil A den Pfeil B zeichnen.
    3. An der Spitze von Pfeil B den Pfeil A zeichnen.
    4. Vom Angriffspunkt aus die Diagonale des Parallelogramms einzeichnen.

    Die Diagonale vom Angriffspunkt aus ist dann der Pfeil der Gesamtkraft.

  • Gesamtstoff zum Thema
  • Aufgabenbereich und Bedienung

Aufgabe

Aufgabe 1 von 3 in Level 4
  • Wähle zum gegebenen Kräfteparallelogramm die passende Sachsituation.
  • Kein Textfeld ausgewählt! Bitte in das Textfeld klicken, in das die Zeichen eingegeben werden sollen.

    • - Vektordiagramm auf quadratischem Gitter mit gemeinsamen Ursprungspunkt ganz links</p> <p>- Grüner Vektor $\vec{F}_A$: 2 Gittereinheiten nach rechts, 2 nach oben</p> <p>- Blauer Vektor $\vec{F}_B$: 7 Gittereinheiten nach rechts, 2 nach unten (deutlich länger als $\vec{F}_A$)</p> <p>- Brauner Vektor $\vec{F}_{ges}$: waagerecht nach rechts, 9 Gittereinheiten lang</p> <p>- Gestrichelte Linien (blau und grün) schließen das Kräfteparallelogramm zur Spitze von $\vec{F}_{ges}$</p> <p>- Grauer Kreissektor markiert den Winkel zwischen $\vec{F}_A$ und $\vec{F}_B$

    Aron steht still auf einem ruhenden Tretroller und lenkt nach rechts. Dann schiebt ihn Alisa am Rücken an.Lina und Emir ziehen gemeinsam einen Schlitten hinter sich her. Lina zieht dabei stärker an als Emir.Elias und Leon ziehen jeweils ihren Rollkoffer hinter sich her. Sie bewegen sich aber in unterschiedliche Richtungen.Yana steht auf einem Skateboard, während Sofia und Emilia sie gleich stark anschieben. Yana bewegt sich daraufhin mit dem Skateboard nach rechts.
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Stoff zum Thema

Addieren von Kräften

Zwei Kräfte \(\displaystyle \vec{F_A}\) und \(\displaystyle \vec{F_B}\) bzw. deren Kraftpfeile können mit einem Kräfteparallelogramm zeichnerisch addiert werden. Damit kann die Gesamtkraft \(\displaystyle \vec{F_{ges}}\) bestimmt werden.

Die Anfänge der gegebenen Pfeile liegen dabei im Angriffspunkt, meist dem Massenschwerpunkt.

Mögliches Vorgehen:

  1. Länge von Pfeil A und Pfeil B abmessen.
  2. An der Spitze von Pfeil A den Pfeil B zeichnen.
  3. An der Spitze von Pfeil B den Pfeil A zeichnen.
  4. Vom Angriffspunkt aus die Diagonale des Parallelogramms einzeichnen.

Die Diagonale vom Angriffspunkt aus ist dann der Pfeil der Gesamtkraft.

Beispiel 1

Bestimme mithilfe von GeoGebra den Pfeil der Gesamtkraft.

Wähle dann den richtigen Pfeil aus:

Beispiel 2

Bestimme zeichnerisch den Betrag der Gesamtkraft in Newton. Gib den Betrag auf eine Dezimalstelle genau an.

Zwei Kräfte mit den Beträgen \(\displaystyle F_A=1,5~\mathrm{N}\) und \(\displaystyle F_B=2,5~\mathrm{N}\) wirken gleichzeitig auf einen Körper. Die Pfeile der Kräfte schließen einen Winkel von \(\displaystyle 90°\) ein.

\(\displaystyle F_{ges}=\ldots~\mathrm{N}\)

Beispiel 3

Wähle zum gegebenen Kräfteparallelogramm die passende Sachsituation.

  1. Daria und Amina ziehen im rechten Winkel zueinander jeweils ihren Schlitten hinter sich her. Daria ist dabei doppelt so schnell.
  2. Sofia zieht von außen an der Klassenzimmertür, während Viktoria von innen dagegenhält.
  3. Rayan und Nikola ziehen im rechten Winkel zueinander an den Armen von Yusuf, der dagegenhält, und sich daher nicht bewegt.
  4. Mia und Liam drücken im rechten Winkel zueinander am Sofa, um es zu verschieben. Mia drückt dabei doppelt so stark wie Liam.