Welchen Zusammenhang haben die Gravitationskraft, die Normalkraft und die Hangabtriebskraft?
Hey! Ich habe eine Hausaufgabe in Physik auf, die Frage, und weiß nicht recht, was das alles ist und wie die zueinander stehen! Aber deshalb schreibe ich sie ja hier rein! Ich hoffe ihr könnt mir helfen!
Was verbindet die Kräfte und wie geschieht dies?
2 Antworten
Die Gravitationskraft ist die Kraft, die tatsächlich wirkt, die sich bei einem Hang aber in zwei Teile aufteilen lässt, nämlich die Hangabtriebskraft (beschleunigende Kraft), die parallel zum Hang zeigt und die Normalkraft (wirkungsfreie bzw. reibungsverursachende Kraft), die orthogonal zum Hang steht.
dabei gilt: Vektor(F_G) = Vektor(F_h)+Vektor(F_n)
oder mit Beträgen: F_G = Wurzel(F_h^2+F_n^2)
Kraft ist ein Vektor.
Vektoren können in verschiedene Richtungen aufgeteilt werden.
Dabei teilen wir die Gewichtskraft in einen Teil auf, der parallel zum Hang zeigt, den Körper also in Richtung des Hangs beschleunigt (Hangabtriebskraft) und einen, der senkrecht zum Hang zeigt, also den Körper auf die Fläche drückt (Normalkraft). Bei idealem Untergrund macht die Normalkraft nichts, bei realem wird durch den Druck, den die Normalkraft verursacht, eine Reibung erzeugt.
Da senkrecht und parallel zum Hang heißt, dass die Hangabtriebskraft und die Normalkraft senkrecht zueinander stehen, kann man ein Kräfteparallelogramm bilden, das gleichzeitig eine Rechteck ist, und die einzelnen Kräfte über den Satz des Pythagoras berechnen bzw. trigonometrisch.
Der funktionale Zusammenhang der Gravitationskraft:
, wobei gamma die Gravitationskonstante ist. Leicht umgeschrieben lautet die Gleichung:
, wobei der Term
der Fallbeschleunigung entspricht aus der Gleichung der Gewichtskraft:
Diese taucht in der Normalkraft auf:
und auch in der Hangantriebskraft:
Tut mir leid, ich bin nicht so ein Physik Genie... Sowas verstehe ich nicht, wir hatten diese ganzen Formeln noch nicht...
Okay, dann mehr in Worten: Die Hangantriebskraft ist eine Komponente, also ein Teil der wirkenden Gewichtskraft auf einer schiefen Ebene. Sie ist hangabwärtsgerichtet. Die Normalkraft ist ebenfalls eine Komponente der Gewichtskraft. Sie ist nach unten gerichtet und steht senkrecht auf der Auflagefläche. Addiert man beide Komponenten vektoriell ergibt sich die Gewichtskraft.
Das Bild dürfte auch nützlich sein: https://de.wikipedia.org/wiki/Normalkraft#/media/Datei:Schiefe_ebene_4.png
Ich verstehe den Zusammenhang noch nicht richtig...