Kraftvektoren

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Von Ron Kurtus (24. November 2016)

Ein Kraftvektor ist eine Darstellung einer Kraft, die sowohl Größe als auch Richtung hat. Dies steht im Gegensatz zur einfachen Angabe der Größe der Kraft, die als skalare Größe bezeichnet wird.

Ein Vektor wird typischerweise durch einen Pfeil in Richtung der Kraft und mit einer Länge, die proportional zur Größe der Kraft ist, dargestellt.

Ein Hauptmerkmal von Kraftvektoren ist, dass sie in Komponenten zerlegt werden können, je nach Anwendung der Kraft. Die Vektorkomponenten stehen in der Regel senkrecht zueinander, können aber auch in einem Parallelogramm angeordnet sein.

Man kann auch Vektoren addieren, um einen neuen Vektor zu erzeugen.

Fragen, die Sie vielleicht haben, sind:

• Wie bezeichnet man eine Kraft als Vektor?
• Was sind die senkrechten Vektorkomponenten?
• Was sind die Parallelogramm-Vektorkomponenten?
• Wie kann man zwei Vektoren addieren?

In dieser Lektion werden diese Fragen beantwortet. Nützliches Werkzeug: Einheitenumrechnung

Kraft als Vektor bezeichnen

Obwohl man eine Kraft einfach als Zahl oder skalare Größe bezeichnen kann, ist es nützlicher, sie als Vektor anzugeben, bei dem man die Richtung der Kraft mit angibt.

Anstatt zu sagen, dass die Kraft 2 Newton beträgt, würde man etwa sagen, dass die Kraft 2 Newton in Richtung des Bodens beträgt.

Senkrechte Vektorkomponenten

Es ist oft nützlich, einen Kraftvektor in seine Komponenten zu zerlegen. Ein Vorteil der Verwendung von senkrechten Vektorkomponenten ist, dass man die Pythagoras-Theorie (a2 + b2 = c2) verwenden kann, um die Längen der Komponenten zu bestimmen.

Senkrechte Vektorkomponenten

Parallelogramm-Vektorkomponenten

Manchmal wird der Kraftvektor in Parallelogramm-Vektorkomponenten zerlegt.

Parallelogramm-Vektorkomponenten

Kraft als Summe von Vektoren

Man kann zwei oder mehr Kraftvektoren, die im Winkel zueinander stehen, zu einem neuen Kraftvektor addieren.

Wenn zum Beispiel eine Kraft ein Objekt in eine bestimmte Richtung bewegt und der Wind eine Kraft in einem Winkel darauf ausübt, wird die neue Bewegung so sein, als ob eine Kraft in diese Richtung ausgeübt würde.

Addieren zweier Kraftvektoren

Zusammenfassung

Ein Kraftvektor ist eine Darstellung, die sowohl einen Betrag als auch eine Richtung hat. Ein solcher Vektor wird typischerweise durch einen Pfeil in Richtung der Kraft und mit einer Länge proportional zur Größe der Kraft dargestellt.

Ein wichtiges Merkmal von Kraftvektoren ist, dass sie in Komponenten zerlegt werden können, je nach Anwendung der Kraft. Man kann auch Vektoren addieren, um einen neuen Vektor zu erzeugen.

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Ressourcen und Referenzen

Ron Kurtus‘ Referenzen

Websites

Vektoren – Bewegung und Kräfte in zwei Dimensionen – Das Physik-Klassenzimmer

Grundlegende Vektoroperationen – Hyperphysik

Vektor Grundlagen – Physics4Kids.com

Vektorphysik – Encyclopaedia Britannica

Kräfte – Physics Hyperbook

Physics Resources

Books

Top-rated books on Physics of Force

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