Kräfte und Gleichgewicht
Forces and Equilibrium
Kräfte sind gerichtete Größen — Vektoren, die über das Kräfteparallelogramm addiert und zerlegt werden, etwa in Hangabtriebs- und Normalkraft an der schiefen Ebene. Masse und Gewichtskraft sind dabei zu trennen: Die Masse (kg) ist ortsunabhängig, die Gewichtskraft F_G = m·g (N) hängt über den Ortsfaktor g vom Ort ab — auf dem Mond wiegt man weniger, hat aber dieselbe Masse (Galili & Hazan). Zwei Kräfte quer zueinander ergeben nicht ihre skalare Summe, sondern die Diagonale des Parallelogramms. Ruhe oder gleichförmige Bewegung bedeutet ausgeglichene Kräfte, nicht Kräftefreiheit. Trägt Hooke'sches Gesetz, Arbeit und die Lorentzkraft.
Voraussetzungen (1)
Ermöglicht (8)
Ein Koffer hat auf der Erde die Masse 15 kg und die Gewichtskraft 150 N. Er wird zum Mond gebracht. Welche Angabe ändert sich?
Wie groß ist die Gewichtskraft eines Körpers mit der Masse 8 kg auf der Erde (in Newton)? Verwende g = 10 m/s².
Ein Astronaut hat auf der Erde eine Gewichtskraft von 750 N. Wie groß ist seine Masse in kg? (g = 10 m/s²)
Die Fallbeschleunigung beträgt g ≈ 10 m/s². Wie groß ist die Gewichtskraft eines 500-g-Apfels in Newton?
Ein Buch liegt auf dem Tisch und ruht. Welche Kräfte wirken auf das Buch?
Zwei Kräfte von je 3 N wirken in dieselbe Richtung auf einen Körper. Wie groß ist die resultierende Kraft in Newton?
Zwei Kräfte von 5 N und 3 N wirken in entgegengesetzte Richtungen auf einen Körper. Wie groß ist die resultierende Kraft in Newton?
Auf dem Mond hat ein Astronaut eine kleinere Gewichtskraft, also auch weniger Masse.
In welcher Situation herrscht Kräftegleichgewicht (resultierende Kraft null)?
Ein Wagen steht auf einer schiefen Ebene. In welche zwei Komponenten wird seine Gewichtskraft zerlegt?
Dieselbe Kiste steht einmal auf einer 30°-Rampe und einmal auf einer 10°-Rampe. Auf der 30°-Rampe ist die Hangabtriebskraft größer. Stimmt das?
Zwei Rampen führen auf dieselbe Höhe: Rampe A ist kurz und steil, Rampe B ist lang und flach. Bei welcher Rampe ist die Kraft zum Hochschieben des Rollstuhls kleiner?
Bei der statischen Kraftmessung nutzt man das ___: Die zu messende Kraft wird durch eine gleich große, entgegengesetzte Kraft im Gleichgewicht gehalten.
Kiste A hat die Masse 20 kg. Kiste B hat die Gewichtskraft 150 N (g = 10 m/s²). Welche Kiste hat die größere Masse?
Wer im Alltag sagt „Ich wiege 70 kg", gibt physikalisch gesehen die Masse an.
In welcher Einheit gibt man den Ortsfaktor g an?
Für welche Einheit steht das Zeichen N?
Ein Astronaut hat auf der Erde die Masse 80 kg. Welche Masse hat er auf dem Mond?
Wie groß ist die Gewichtskraft auf eine Tafel Schokolade mit 100 g auf der Erde, ungefähr?
Zwei Kräfte von 3 N und 4 N wirken senkrecht zueinander auf einen Körper. Wie groß ist die resultierende Kraft in Newton?