Mechanik fester Körper

Kräfte und ihre Darstellung, kraftumformende Einrichtungen

Aufgabe 1

Charakterisiere die physikalische Größe Kraft (physikalische Bedeutung, Formelzeichen, Einheit, Meßgerät)!
Erläutere an Beispielen die möglichen Wirkungen von Kräften!

Lösung Aufgabe 1:
 
Die physikalische Größe Kraft

... gibt an, wie stark zwei Körper aufeinander einwirken.

Formelzeichen: F

Einheit: 1 N ; 1 kN = 1 000 N; 1 MN = 1 000 000 N

Meßgerät: Federkraftmesser

Wirkungen von Kräften:

Verformung

Plastische Verformung: Die Verformung bleibt dauerhaft erhalten.
Beispiel: Ein Hammer wird so auf einen Nagel geschlagen, daß sich dieser verbiegt.

Elastische Verformung: Die Verformung tritt nur zeitweilig ein.
Beispiel: Ein Luftballon wird im aufgeblasenen Zustand zusammengedrückt und dann wieder losgelassen; die ursprüngliche Form des Ballons wird wieder angenommen.
 

Änderung des Bewegungszustandes des Körpers

Beispiele:

• Der Motor eines Autos wirkt auf den Antrieb des Fahrzeuges - das Auto fährt los.
• Über die Bremsbacken eines LKW wirkt eine Kraft auf die Räder, welche die Bewegung der Räder hemmt, also bremst der LKW ab.

Änderung der Richtung der Bewegung eines Körpers

Beispiel:

• Die Gondeln eines Karussells sind starr am Mittelpunkt des Karussells befestigt. Wenn sich die Gondeln bewegen, ändern sie in jedem Augenblick ihre Richtung, da sie sich auf einer Kreisbahn bewegen. Durch die starre Verbindung werden sie auf ihrer Kreisbahn gehalten, also ist dazu eine Kraft notwendig.
  Würde diese Verbindung zerbrechen, würde sich die Gondel tangential von ihrer Kreisbahn weg bewegen.