Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen gezeigt.

--- physik:kraft:newton [2008/01/17 19:11]
admin
+++ physik:kraft:newton [2013/08/14 09:43] (aktuell)
admin [Darstellung von Kräften]
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 Kräfte treten natürlich nicht nur waagrecht auf, sondern in allen drei Raumrichtungen. Die Methode mit den Pfeilen bleibt aber auch dann richtig. Deswegen sagt man: Kräfte sind Vektoren. Der folgende Abschnitt vertieft den umgang mit dieser Denkweise.
 ====Darstellung von Kräften====
 Wenn man Bilder von Kräften zeichnet, so muss man mehrere Stufen der Abstraktion unterscheiden. Am anschaulichsten ist eine Art fotographische Darstellung, in der man noch alle Beteiligten mit Stangen und Seilen dran sehen kann. Dieses Bild sollte man stets im Kopf behalten, denn man bekommt damit schon eine Ahnung davon, in welche Richtung die Kräfte wirken und wie stark. Außerdem kommt man da noch nicht auf die Idee, dass etwa ein langes Seil für eine große Kraft steht - ein Denkfehler, den viele Schüler immer wieder machen. Die Länge von Stangen und Seilen sagt nichts darüber aus, wie groß die wirkenden Kräfte sind!
-Statt eines tatsächlichen Fotos verwendet man als Einstieg meist ein bereinigtes Bild, in dem man den Körper, an dem die Kräfte wirken als grünen Punkt zeichnet und die Kräfte als Pfeile an diesem Punkt. Eine Pfeilrichtung zeigt dabei schon an, in welche Richtung die Kraft wirkt, die Länge des Pfeils gibt an, wie stark die Kraft ist. Hier kommen die ersten Missverständnisse auf, weil die Richtung eines Pfeils die gleiche ist, wie etwa die Richtung des Seils, das die Ursache der Kraft ist. Die Länge des Pfeils ist aber nicht die Länge des Seils, sondern die Stärke der Kraft (man sagt auch: ihr Betrag). Diese Art von Bild wird im folgenden immer ein Situationsbild genannt.
+Statt eines tatsächlichen Fotos verwendet man als Einstieg meist ein bereinigtes Bild, in dem man den Körper, an dem die Kräfte wirken als grünen Punkt zeichnet und die Kräfte als Pfeile an diesem Punkt. Eine Pfeilrichtung zeigt dabei schon an, in welche Richtung die Kraft wirkt, die Länge des Pfeils gibt an, wie stark die Kraft ist. Hier kommen die ersten Missverständnisse auf, weil die Richtung eines Pfeils die gleiche ist, wie etwa die Richtung des Seils, das die Ursache der Kraft ist. Die Länge des Pfeils ist aber nicht die Länge des Seils, sondern die Stärke der Kraft (man sagt auch: ihr Betrag). Diese Art von Bild wird im folgenden immer ein //Situationsbild// genannt.
-Das Bild, das zur Ermittlung des Ergebnisses dient, nennen wir Rechenbild. Darin gibt es auch immer einen Punkt, aber dieser ist rot und steht nicht für den Körper, an dem die Kräfte angreifen, sondern für den Anfang der Kräftebetrachtung. Er ist damit immer der Anfang des Kraft- Ergebnispfeils, der sogenannten Resultierenden.
+Das Bild, das zur Ermittlung des Ergebnisses dient, nennen wir //Rechenbild//. Darin gibt es auch immer einen Punkt, aber dieser ist rot und steht nicht für den Körper, an dem die Kräfte angreifen, sondern für den Anfang der Kräftebetrachtung. Er ist damit immer der Anfang des Kraft- Ergebnispfeils, der sogenannten Resultierenden.
 Die beteiligten Einzelkräfte müssen hierzu aneinander gelegt werden. Man fängt mit einem beliebigen Pfeil an und setzt alle weiteren (ebenfalls in beliebiger Reihenfolge) Fuß an Spitze. Der Ergebnispfeil beginnt dann beim Fuß des ersten und endet bei der Spitze des letzten Pfeils.
 Betrachten wir als Beispiel einen Schlitten, an dem ein Elch 1000N stark nach Norden zieht und ein Hund 300N stark nach Osten. Das linke Bild ist das oben erwähnte Situationsbild, das rechte das zugehörige Rechenbild. Die Kräfte von Elch und Hund können übrigens nachträglich verändert werden (Mausmenü). Der angegebene Winkel wird hier von der positiven x-Achse aus gemessen, also von Osten. Der Hund zieht also im Winkel 0°, der Elch im Winkel 90°. Die beiden zusammen ergeben als Gesamtkraft nicht 1300N, sondern nur 1044N und zwar in die Richtung des roten Pfeils. In diese Richtung wird der Schlitten beschleunigt.
-<html>
+<applet code="browser.KonApplet" width="610" height="300" archive="mathe:konstruktion.jar">
-<applet code="browser.KonApplet" width="610" height="300" archive="/data/media/mathe/konstruktion.jar" codebase="..">
   <param name="titel" value="Summe zweier Kräfte">
   <param name="editierbar" value="nein">
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 Anzeige(erg,ergA,{dx:10,"%6 #.#%N in %5 #.#%°"});
 '>
+  <param name="permissions" value="sandbox">
+  <param name="codebase" value ="*">
 </applet>
-</html>
 Zum spielerischen Weiterdenken soll nun nach Anwählen von "Menü: Maus>Bewegen" die Kraft des Hundes so verändert werden, dass als Gesamtkraft einmal 1200N nach Norden und einmal 800N nach Norden heraus kommen. Beachte dabei, wie sich das Rechenbild verändert. Diese beiden Fälle hättest du sicher auch ohne die Sache mit den Pfeilen gewusst.
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 An den beiden Seilstücken kann man nur ablesen, in welche Richtung sie ziehen, aber nicht, wie stark: Deshalb sind im linken Bild noch keine Pfeile eingezeichnet, denn das würde den falschen Eindruck erwecken, die Kräfte seien bekannt. Da als Ergebnis aber 0 herauskommen muss (der rote Pfeil ist nur ein Punkt), ergibt sich die rechte Zeichnung und aus dieser kann man die Längen der Pfeile (Beträge der Kräfte) entnehmen.
-<html>
+<applet code="browser.KonApplet" width="610" height="300" archive="mathe:konstruktion.jar">
-<applet code="browser.KonApplet" width="610" height="300" archive="/data/media/mathe/konstruktion.jar" codebase="..">
   <param name="titel" value="Seiltänzerin">
   <param name="editierbar" value="nein">
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 Anzeige(VQ,ANZ,{dy:-40,"Seil %6 #%N in %5 #.#%°",_cyan});;;
 '>
+  <param name="permissions" value="sandbox">
+  <param name="codebase" value ="*">
 </applet>
-</html>
 Das Gewicht der Tänzerin und die Aufhängepunkte der Seilstücke sind nachträglich veränderbar. Ändere so gut wie möglich die Längen der Seile (genauer "Seilstücke", aber das ist nicht wichtig) ohne ihren Winkel zu verändern. Das Rechenbild wird sich nur ändern, wenn du die Winkel änderst, denn die Längen der Seile sagen nichts über die Kräfte an den Seilen aus. (Die Winkel werden übrigens wieder von der positiven x-Achse aus angegeben.)
 Beachte, dass im Rechenbild die Richtungen der Pfeile exakt die gleichen sind wie die Richtungen der Seile! Ändere die Richtungen der Seile und beobachte, wie sich die Kräfte ändern: Je gerader das Seil, desto größer die Kräfte.
 Und nun der wichtigste Auftrag: Löse diese Aufgabe selber auf dem Papier. Gegeben ist dabei nur das Gewicht der Tänzerin und die beiden Richtungen der Seile. Die beiden Kräfte sind danach aus der Zeichnung ermittelbar. Du wirst Schwierigkeiten mit Maßstab und Winkeln haben. Überwinde sie durch ausreichendes Nachdenken!
-Ein {{physik:kraft:kraftvektoren.pdf|vertiefender Text}} zu diesem Sachverhalt sollte auf Papier ausgedruckt und bearbeitet werden.
+Ein [[http://beslmeisl.info/material/lesen/kraftvektoren.pdf|vertiefender Text]] zu diesem Sachverhalt sollte auf Papier ausgedruckt und bearbeitet werden.

M/Ph/Info (Beslmeisl)

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