Ein Husky alleine kann einen voll beladenen Schlitten nicht ziehen. Erst die gemeinsamen Kräfte mehrerer Hunde vermögen
den Schlitten zu bewegen. Dabei zieht aber nicht jeder Schlittenhund gleich stark und in die gleiche Richtung.
Wie kann man aus den einzelnen Kräften den Betrag und die Richtung der resultierenden Gesamtkraft bestimmen?
Betrachten wir zunächst die Addition von zwei Kräften:
Lege einen Maßstab fest, beispielsweise 0,5 cm ≙ 1 N.
Zeichne die Kraftpfeile der zu addierenden Kräfte ausgehend vom gemeinsamen Angriffspunkt.
Ergänze die Figur zu einem Parallelogramm.
Die vom Angriffspunkt ausgehende Diagonale dieses Kräfteparallelogramms stellt den Kraftpfeil der
Ersatzkraft dar,
ihre Länge (dem Maßstab entsprechend) den Betrag der Ersatzkraft in Newton.
Wann ist der Betrag der Ersatzkraft 0 (obwohl F1 und F2 ≠ 0)? Zwei entgegengerichtete (α = 180°) Kräfte
gleichen Betrags heben sich auf. Ihre Ersatzkraft ist dann 0. Man spricht vom
Kräftegleichgewicht.
Wie groß ist die Ersatzkraft zweier entgegengerichteter Kräfte mit F1 = 3 N und
F2 = 7 N und in welche Richtung zeigt sie? 4 N in Richtung der größeren Kraft.
In welcher Konstellation ist der Betrag der Ersatzkraft gleich der Summe der Beträge der einzelnen Kräfte? Wenn beide Kräfte die gleiche Richtung haben (α = 0°),
ist der Betrag der Ersatzkraft gleich der Summe der Beträge der einzelnen Kräfte (ansonsten ist er kleiner).
Haben zwei Kräfte gleiche oder entgegengesetzte Richtung, so ergibt sich der Betrag der Resultierenden,
indem man einfach die Beträge der Einzelkräfte addiert oder subtrahiert.
Die Ersatzkraft ergibt sich alternativ, wenn wir die einzelnen Kraftpfeile hintereinander setzen,
egal in welcher Reihenfolge. Diese
Kräftepfeiladdition ist also kommutativ und funktioniert auch bei
mehr als zwei zu addierenden Kräften:
Erstelle ein Kräftegleichgewicht!
So wie man einzelne Kräfte zu einer Resultierenden zusammensetzen kann, kann man auch eine Kraft in mehrere Komponenten
zerlegen. Aber das ist eine andere Geschichte ...
