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Physik

Kräfte zusammensetzen und Gleichgewicht

Mehrere Kräfte wirken wie eine einzige: die Gesamtkraft. Bei gleicher Richtung addierst du, bei entgegengesetzter subtrahierst du.

  • ca. 12 Minuten
  • Klasse 8
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann Kräfte in gleicher und entgegengesetzter Richtung zusammensetzen.
  • Ich kann ein Kräftegleichgewicht erkennen.
  • Ich weiß, wie ein Kräfteparallelogramm funktioniert.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst diese Lektion: Kräfte als Pfeile darstellen

Zwei Kinder ziehen an einem Wagen. Wirken beide Kräfte in dieselbe Richtung, addieren sie sich: 30 N + 20 N = 50 N. Ziehen sie in entgegengesetzte Richtungen, subtrahierst du: 50 N − 30 N = 20 N. Die Gesamtkraft zeigt dann in die Richtung der größeren Kraft. Sind beide Kräfte gleich groß und entgegengesetzt, ist die Gesamtkraft 0 N. Man sagt: Die Kräfte sind im Gleichgewicht. Der Bewegungszustand ändert sich nicht. Ein ruhender Körper bleibt in Ruhe, ein bewegter Körper bewegt sich gleichförmig weiter. Wirken zwei Kräfte in verschiedene Richtungen, die nicht auf einer Linie liegen, zeichnest du ein Kräfteparallelogramm. Die Diagonale ist die Gesamtkraft. Bei 3 N und 4 N im rechten Winkel misst du bei 1 cm = 1 N eine Diagonale von 5 cm. Die Gesamtkraft ist 5 N.

Kräfte zusammensetzen.
FallGesamtkraft
Gleiche Richtung: 30 N und 20 N50 N
Entgegengesetzt: 50 N und 30 N20 N in Richtung der größeren
Entgegengesetzt, gleich groß: 40 N und 40 N0 N, Gleichgewicht
Rechter Winkel: 3 N und 4 N5 N, Diagonale des Parallelogramms

Tauziehen

  1. Links zieht eine Gruppe mit 600 N, rechts eine Gruppe mit 450 N.
  2. Die Kräfte wirken entgegengesetzt, also subtrahierst du.
  3. 600 N − 450 N = 150 N.
  4. Die Gesamtkraft beträgt 150 N nach links.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Gleiche Richtung: plus.

Entgegengesetzt: minus.

Gleich stark gegeneinander: nichts bewegt sich.

Ein Beispiel

Beispiel

Ein Buch liegt auf dem Tisch. Die Gewichtskraft zieht nach unten, der Tisch drückt nach oben. Beide sind gleich groß. Das Buch bleibt liegen.

Schritt für Schritt

Du bestimmst die Gesamtkraft.

  1. Zeichne die Kraftpfeile.
  2. Gleiche Richtung: addiere. Entgegengesetzt: subtrahiere.
  3. Gib die Richtung der Gesamtkraft an.
  4. Prüfe auf Gleichgewicht.

Mit einem Bild erklärt

LinksRechtsGesamtkraft
40 N25 N15 N nach links
30 N30 N0 N
10 N50 N40 N nach rechts

Zur Grundlage zurück

Ausprobieren

Jetzt zusammen

Wir lösen die Aufgabe gemeinsam. Nutze die Hilfen, wenn du sie brauchst.

Links zieht eine Kraft mit 40 N, rechts mit 25 N. Wie groß ist die Gesamtkraft in N?

Zeig mir den ersten Schritt

Die Kräfte wirken entgegengesetzt. Subtrahiere.

Lösung ansehen

Lösung: 15

40 N − 25 N = 15 N nach links.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Eine Kiste steht ruhig auf dem Boden. Ihre Gewichtskraft ist 200 N. Wie groß ist die Kraft des Bodens in N?

Zeig mir den ersten Schritt

Die Kiste ruht. Die Kräfte sind im Gleichgewicht.

Lösung ansehen

Lösung: 200

Beide Kräfte sind gleich groß: 200 N.

Tipp: Zeichne immer zuerst alle Kräfte als Pfeile. Dann siehst du, ob du addierst oder subtrahierst.

Merksatz: Gleiche Richtung: addieren. Entgegengesetzt: subtrahieren. Gleich groß und entgegengesetzt: Gleichgewicht.

Typischer Fehler: Viele denken, bei Gleichgewicht wirke keine Kraft. Es wirken Kräfte, aber ihre Summe ist 0 N.

Prüfen

Mini-Quiz

4 kurze Fragen, ohne Noten. Bei jeder Frage kannst du dir die Lösung ansehen.

Frage 1 Zwei Kräfte mit 30 N und 20 N wirken in dieselbe Richtung. Wie groß ist die Gesamtkraft?
Zeig mir den ersten Schritt

Zeigen beide Pfeile in dieselbe Richtung?

Lösung ansehen

Lösung: 50 N

Frage 2 Zwei gleich große, entgegengesetzte Kräfte wirken auf einen ruhenden Körper. Was geschieht?
Lösung ansehen

Lösung: Er bleibt in Ruhe.

Frage 3 Kräfte von 3 N und 4 N wirken im rechten Winkel. Maßstab 1 cm = 1 N. Wie lang ist die Diagonale des Parallelogramms in cm?

Zeig mir den ersten Schritt

Zeichne beide Pfeile und das Parallelogramm.

Lösung ansehen

Lösung: 5

Die Diagonale misst 5 cm. Die Gesamtkraft ist 5 N.

Frage 4 Bei einem Kräftegleichgewicht wirken keine Kräfte.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Geschafft

Die Gesamtkraft erhältst du durch Addieren oder Subtrahieren, bei Winkeln mit dem Kräfteparallelogramm. Im Gleichgewicht ist sie 0 N.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

Hake ab, was du schon kannst. Was noch fehlt, schaust du dir einfach noch einmal an.

Zum Ausdrucken

Übungsheft Kräfte: Wirkung, Gewicht und Trägheit

Kurz erklärt, 42 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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