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Physik

Das Kräfteparallelogramm

Zwei Kräfte lassen sich durch eine Gesamtkraft ersetzen, die Resultierende. Mit dem Kräfteparallelogramm findet man sie zeichnerisch.

  • ca. 13 Minuten
  • Klasse 8
  • Niveau: Standard

Das lernst du heute

  • Ich kann die Resultierende zweier Kräfte bestimmen.
  • Ich kann das Kräfteparallelogramm zeichnen.
  • Ich kann Spezialfälle (gleiche, entgegengesetzte, rechtwinklige Richtung) unterscheiden.

Das brauchst du schon: Vielleicht hilft dir zuerst eine dieser Lektionen: Kräfte zusammensetzen und Gleichgewicht, Kräfte als Pfeile darstellen

Zwei Kinder ziehen an einem Wagen. Wirken ihre Kräfte in dieselbe Richtung, addiert man sie: 30 N und 40 N ergeben 70 N. Wirken sie entgegengesetzt, subtrahiert man: 40 N − 30 N = 10 N in Richtung der größeren Kraft. Wirken sie unter einem Winkel, hilft das Kräfteparallelogramm: Man zeichnet die beiden Kräfte als Pfeile mit gleichem Maßstab von einem Punkt aus, ergänzt zum Parallelogramm und zeichnet die Diagonale. Sie ist die Resultierende. Bei einem rechten Winkel zwischen 30 N und 40 N ergibt die Zeichnung 50 N. Das lässt sich mit dem Satz des Pythagoras nachprüfen: 30² + 40² = 2500 = 50². Beim Maßstab 10 N entsprechen 1 cm gilt: Der Pfeil der Resultierenden ist 5 cm lang.

Drei Fälle.
Lage der KräfteResultierendeBeispiel
gleiche RichtungSumme30 N + 40 N = 70 N
entgegengesetztDifferenz40 N − 30 N = 10 N
rechtwinkligDiagonale im Parallelogramm30 N und 40 N: 50 N

Zeichnen im Maßstab

  1. Maßstab: 10 N entsprechen 1 cm.
  2. F1 = 30 N: 3 cm, F2 = 40 N: 4 cm.
  3. Parallelogramm ergänzen, Diagonale ziehen.
  4. Diagonale: 5 cm, also 50 N.

Ich verstehe das noch nicht

Such dir aus, was dir hilft.

Noch einfacher erklärt

Gleiche Richtung: plus.

Gegenrichtung: minus.

Schräg: Parallelogramm.

Ein Beispiel

Beispiel

Zwei Boote ziehen ein Floß, eines schräg zur Seite. Das Floß fährt in eine Richtung dazwischen.

Schritt für Schritt

Du bestimmst die Resultierende.

  1. Wähle den Maßstab.
  2. Zeichne beide Kräfte.
  3. Ergänze das Parallelogramm.
  4. Miss die Diagonale.

Mit einem Bild erklärt

F1F2WinkelResultierende
30 N40 N0 Grad70 N
30 N40 N180 Grad10 N
30 N40 N90 Grad50 N

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Ausprobieren

Jetzt zusammen

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

Zwei Kräfte von 30 N und 40 N wirken in dieselbe Richtung. Wie groß ist die Resultierende in N?

Zeig mir den ersten Schritt

30 + 40.

Lösung ansehen

Lösung: 70

30 + 40 = 70 N.

Üben

Jetzt du

Jetzt probierst du es allein.

Zwei Kräfte von 30 N und 40 N wirken entgegengesetzt. Wie groß ist die Resultierende in N?

Zeig mir den ersten Schritt

40 − 30.

Lösung ansehen

Lösung: 10

40 − 30 = 10 N.

Tipp: Wähle den Maßstab zuerst. Dann kannst du alle Längen berechnen und die Zeichnung prüfen.

Merksatz: Gleiche Richtung: addieren. Entgegengesetzt: subtrahieren. Unter einem Winkel: Kräfteparallelogramm, Diagonale ist die Resultierende.

Typischer Fehler: Oft werden Kräfte unter einem Winkel einfach addiert. Die Resultierende ist dann kleiner als die Summe.

Prüfen

Mini-Quiz

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

Frage 1 30 N und 40 N stehen rechtwinklig zueinander. Wie groß ist die Resultierende in N?

Zeig mir den ersten Schritt

Zeichne: 3 cm und 4 cm, Diagonale 5 cm.

Lösung ansehen

Lösung: 50

Diagonale 5 cm entspricht 50 N.

Frage 2 Was ist die Resultierende?
Lösung ansehen

Lösung: Die Kraft, die zwei Kräfte zusammen ersetzt

Frage 3 Bei einem Winkel von 90 Grad ist die Resultierende gleich der Summe der Beträge.
Lösung ansehen

Lösung: Stimmt nicht

Frage 4 Maßstab: 10 N entsprechen 1 cm. Wie viele cm lang ist ein Pfeil für 50 N?

Zeig mir den ersten Schritt

50 : 10.

Lösung ansehen

Lösung: 5

50 : 10 = 5 cm.

Geschafft

Die Resultierende ersetzt zwei Kräfte durch eine. Sie wird addiert, subtrahiert oder mit dem Kräfteparallelogramm bestimmt.

Zum Schluss

Kannst du das schon?

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

Zum Ausdrucken

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Kurz erklärt, 43 Aufgaben in drei Stufen und alle Lösungen. Kostenlos.

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