Zerlegung einer Kraft in zwei Komponenten

Grundkonzept

• Ziel: Eine einzelne Kraft in zwei Komponenten zerlegen.
• Kräfteparallelogramm: Bestimmung erfordert die resultierende Kraft und die Richtungen der Teilkräfte.

Methoden zur Zerlegung

1. Zeichnen von Geraden
   • Geraden parallel zu vorgegebenen Richtungen durch die Pfeilspitze des Kraftvektors.
2. Parallelverschiebung
   • Verschiebung eines Kraftvektors entlang des anderen, ohne Richtungsänderung.

Beispiel: Schiefe Ebene

• Situation: Ein Gegenstand auf einer schiefen Ebene, Gewichtskraft FG
• Zerlegung:
  • Hangabtriebskraft FG,: Parallel zur Ebene
  • Normalkomponente FG,: Senkrecht zur Ebene
• Ziel: Kräfte müssen zusammen die Gewichtskraft FG ergeben.

Geometrische Lösung

• Parallelogramm:
  • Gegeben: Länge und Richtung der Diagonalen, Richtungen der Seiten.
  • Gesucht: Seitenlängen
• Übertragung auf schiefe Ebene:
  • Gewichtskraft FG zerlegen in parallele und senkrechte Komponenten.

Zeichnerische Lösung

• Kräfteparallelogramm:
  • Konstruktion durch parallele Geraden zu Richtungen der Komponenten.
  • Beträge der Komponenten durch Abmessen der Seitenlängen ermitteln.
• Alternative:
  • Parallelverschiebung eines Kraftvektors.
  • Dreieck zur Bestimmung der Komponentenlängen durch Verschiebung.

Simulation

• Vorgehen:
  • Simulation zur Zerlegung einer Kraft in zwei Komponenten.
  • Bestimmung der Komponenten durch Abmessen oder Kalkulation in höheren Schuljahren.

Bedienhinweise

• Eingabe:
  • Kraft und Richtungen mit Maus oder Eingabefeldern einstellen.
  • Konstruktion ausführen, um Komponenten zu ermitteln.

Aufgaben

• Übungsaufgaben:
  • Kräfte an der schiefen Ebene
  • Gehen bei Glatteis
  • Verschiedene physikalische Szenarien

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Kontakt

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