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Transkript Kraft und ihre Wirkung

Die physikalische Größe Kraft

Hallo. In diesem Video wollen wir uns der physikalischen Größe Kraft widmen. Wie der Titel schon verrät, scheint es ja einen Unterschied zwischen dem physikalischem Begriff und dem Alltagsbegriff der Kraft zu geben.

Welche Kraftbegriffe hast du schon einmal gehört? Waschkraft, Muskelkraft, Vorstellungskraft, Bremskraft, Überzeugungskraft, Gewichtskraft.

Worin unterscheiden sich diese Kraftbegriffe? Dieses Video soll dir helfen, den Kraftbegriff der Physik zu verstehen und damit gut arbeiten zu können. Dazu möchte ich mit dir folgende Fragen klären: Erstens: Was ist eine physikalische Kraft? Zweitens: Wie stellt man Kräfte dar? Hierbei kommen wir auf das Modell des Kraftpfeils zu sprechen. Und zum Schluss zeige ich dir das Wechselwirkungsprinzip von Kräften.

Kommen wir zur ersten Frage: Was ist eine physikalische Kraft? Schauen wir uns dazu einige Beispiele genauer an: Die Muskelkraft bewirkt, dass wir unseren Körper und andere Dinge bewegen können. Eine hohe Waschkraft bewirkt, dass die Wäsche schön sauber wird. Die Gewichtskraft bewirkt, dass der Gymnastikball zusammengedrückt wird. Mit Überzeugungskraft können wir andere Menschen dazu bringen, etwas zu tun. Die Bremskraft lässt ein Auto zum Stillstand kommen. Und mit Vorstellungskraft können wir komplexe Gedankengänge vollführen.

Die roten Beispiele sind Kraftbegriffe aus dem Alltag, die aber physikalisch keinen Sinn machen. Physikalische Kräfte, also die grünen Beispiele, zeichnen sich immer dadurch aus, dass ein Körper auf einen anderen einwirkt. Also zum Beispiel die Arme des Gewichthebers auf die Hantel. Oder der Mensch auf den Gymnastikball. Oder die Bremse auf die Autoräder.

Die Gewichtskraft des Menschen bewirkt hier ein Formänderung des Balles. Die Muskelkraft des Gewichthebers bewegt die Hantel nach oben. Und die Bremskraft des Autos verringert dessen Geschwindigkeit. Beides sind Änderungen der Bewegung. Dabei kann mit Bewegungsänderung sowohl eine Beschleunigung, eine Verlangsamung oder auch eine Ablenkung der bisherigen Richtung der Bewegung gemeint sein.

Wir halten also fest: Physikalische Kräfte erkennt man an ihren Wirkungen. Die Kraft gibt an, wie stark ein Körper auf einen anderen einwirkt. Dabei können Kräfte die Form oder die Bewegung eines Körpers ändern. Die Ursachen dieser Kräfte können ganz verschieden sein. Neben den mechanischen Kräften wie der Bremskraft gibt es zum Beispiel auch noch magnetische und elektrische Kräfte.

Gut, dann kommen wir mal zu der Frage: Wie stellt man Kräfte dar? Dazu nutzen wir das Modell des Kraftpfeiles. Der Kraftpfeil in diesem Bild zeigt die Schubkraft des Menschen, der eine Kiste zu Seite schieben will. Als Beschriftung erhält der Pfeil ein großes F. Das englische Wort für Kraft heißt force und daher ist das Formelzeichen der Kraft das F.

Die Schubkraft wirkt hier zur Seite, um die Kiste wegzuschieben. Der Pfeil macht also eine Aussage über die Richtung der Kraft. Die Kraft zählt nämlich zu den sogenannten gerichteten Größen. Das bedeutet, dass die Kraft nur entlang einer Wirkungslinie in eine bestimmte Richtung wirkt.

Würde der Mensch schräg nach oben drücken, würde auch die Wirkungslinie in dieser Richtung verlaufen und er würde die Kiste eher ankippen, als sie wegzuschieben. Eine gerichtete Größe bekommt in der Schreibweise noch einen kleinen Pfeil über den Kopf.

Als zweites macht ein Kraftpfeil eine Aussage über den Angriffspunkt. Das ist der Punkt, wo die Kraftwirkung ansetzt beziehungsweise wo der eine Körper auf den anderen einwirkt. Hier im Bild ist es der Punkt, wo die Hände auf der Kiste aufliegen. Und zuletzt kann ein Kraftpfeil eine Aussage über den Betrag der Kraft machen. Ein stärkerer Mensch kann mehr Kraft aufbringen, um die Kiste zu verschieben. Somit ist der zugehörige Kraftpfeil auch länger, als der erste.

Der Betrag ist eine absolute Größe und berücksichtigt die Richtung nicht mehr. Die Einheit der Kraft wird in Newton angegeben. Ein Newton entspricht dabei in etwa der Gewichtskraft einer Tafel Schokolade. Und hier siehst du auch gleich das Messgerät für Kräfte: Einen Federkraftmesser.

Ist soweit alles klar? Dann lasst uns jetzt zum Wechselwirkungsprinzip kommen.

Das Wechselwirkungsprinzip ist auch als das dritte Newtonsche Gesetz bekannt und besagt, dass es zu jeder Kraft eine Gegenkraft gibt. Übt also ein Körper eine Kraft auf einen zweiten aus, so wirkt immer auch eine Kraft vom zweiten auf den ersten Körper.

Zum Beispiel beim Laufen: Auf festem Boden wirkt die Kraft der Beine in den Boden und umgekehrt vom Boden in die Beine. Wir drücken uns ab. Nur so ist es überhaupt möglich, dass wir laufen können. Dass das so ist, merkt man meist erst, wenn es plötzlich nicht mehr funktioniert. Zum Beispiel auf Sand: Der weiche Sand gibt unter der Kraft der Füße nach und man rutscht weg. Er kann die Gegenkraft nicht aufbringen.

Kraft und Gegenkraft haben also denselben Betrag, wirken aber in entgegengesetzter Richtung. Was uns zu einer spannenden Feststellung bringt: Wenn du in die Luft springst, dann drückst du dich mit beiden Füßen von der Erde ab. Umgekehrt drückt sich die Erde aber auch von deinen Füßen ab. Klingt verrückt, ist aber so.

Nagut, dann fassen wir mal das wichtigste zur Kraft zusammen: Die physikalische Größe Kraft gibt an, wie stark ein Körper auf einen anderen einwirkt. Kräfte erkennt man an ihren Wirkungen,die sich als Verformung oder Bewegungsänderung der Körper äußern.

Die Kraft ist eine gerichtete Größe, die man mit dem Modell eines Kraftpfeiles darstellen kann. Und das Wechselwirkungsprinzip besagt, dass zu jeder Kraft auch eine Gegenkraft existiert. Beide Kräfte haben den gleichen Betrag, wirken jedoch in entgegengesetzter Richtung.

Zum Abschluss noch eine kleine Rätselfrage: Max und Moritz wollen Tauziehen auf Skateboards ausprobieren. Moritz ist zwar stärker als Max, doch Max lächelt verschmitzt und hält das Seil einfach nur fest. Was hat Max vor? Wer wird wohl gewinnen? Viel Spaß beim Rätseln!

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17 Kommentare
  1. Default

    Je gutes Video hast toll gemacht

    Von Evastrunk, vor einem Tag
  2. Default

    Danke, das war genau das was ich brauchte!

    Von Clara S., vor 5 Tagen
  3. Default

    Super Video hat mir echt geholfen danke;)

    Von Neo H., vor etwa 2 Monaten
  4. Default

    Sehr hilfreich! Vor allem weil ich mit dem Thema gerade in der Schule anfange und den Anderen einen Schritt voraus bin.

    Von Kesh S., vor 2 Monaten
  5. Karsten

    @Wiam

    Danke für dein nettes Feedback. Aufgabe rate ich dir,
    einfach mal ausprobieren und die Physik selbst erfahren.

    Von Karsten Schedemann, vor 6 Monaten
  1. Default

    Gutes Video mit guten Erklärungen! Zur Rätselaufgabe: Ich denke, dass Max gewinnen wird. Moritz wird an dem Seil, so fest er kann, ziehen und wegen den Rollen des Skateboards ausrutschen. Warum? Weil er nach hinten ziehen würde und das Skateboard nach vorne rollen würde.
    Tolle Rätselaufgabe!:) weiter so

    Von Wiam, vor 6 Monaten
  2. Default

    danke sehr hilfreich :)

    Von Jolina Stellwagen, vor 9 Monaten
  3. Image

    Es ist wirklich ein fantastisches Video,was mit viel Aufwand betreiben wurde!Verstehen tut man alles.Es ist leicht und einfach dargestellt,was mir persönlich sehr gut gefällt!Weiter so!

    Von Lucy F., vor etwa einem Jahr
  4. Karsten

    Hallo Zusammen,
    je nach verwendeter Browser-Version, kann es passieren, dass mit Firefox das Bild nicht synchron zum Ton läuft. An diesem Problem wird gearbeitet.

    Das Video an sich ist synchron.

    Von Karsten Schedemann, vor mehr als einem Jahr
  5. Default

    He was redest du denn da? Der Ton und das Bild sind nicht defekt wenn dann schon dein Computer und es fehlt nichts in der Sekunde 35 es ist alles komplett und schön dargestellt!

    Von Nadja Lang, vor mehr als einem Jahr
  6. Default

    Auch Ton und Bild stimmt nicht: es wird eines gezeigt und über anderes besprochen.. Völlig verwirrend

    Von Djulija, vor mehr als einem Jahr
  7. Default

    Hallo, dieses Video ist defekt. In der Sekunde ca.35 gibt es eine Lücke. Bitte, korregieren Sie es.

    Von Djulija, vor mehr als einem Jahr
  8. Karsten

    @von Gerold,

    Die Frage ist hier eher wo meinst du würden sie sich treffen?

    Probiere es doch einfach mal aus.

    Von Karsten Schedemann, vor mehr als einem Jahr
  9. Default

    Kompliment tolles Video!!
    Ich würde nur gern die Antwort auf das Rätsel kennen:D
    Ich persönlich würde ja sagen, dass Moritz mit dem Ziehen sich an Max heranzieht. Warum das aber so ist und ob es stimmt weiß ich nicht. Würde mich über eine Antwort freuen.

    Von Benni.Rie, vor mehr als einem Jahr
  10. Default

    hat mir geholfen
    sehr schön (und ziemlich aufwendig) gemacht

    Von Jeremy 1, vor mehr als 2 Jahren
  11. Maximilian

    Hallo Sonnenschein2001, das ist sehr schön zu hören! Das freut uns als ganzes Team natürlich, denn hier haben so einige Leute mitgewirkt. Viel Erfolg weiterhin :-)
    Max

    Von Maximilian T., vor mehr als 2 Jahren
  12. Default

    Vielen, vielen Dank für dieses Video!!! Es hat mir mega geholfen- davor hatte ich keine Ahnung vonn dem Thema aber jetzt schon! DANkE! Es ist auch superschön illustriert! =)

    Von Sonnenschein2001, vor mehr als 2 Jahren
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