Addition & Zerlegung

Kräfte lassen sich vektoriell addieren. Dieser Unterrichtsbaustein erklärt die Addition von Kräften Schritt für Schritt und zeigt anhand vielfältiger Übungsaufgaben auch die Kommutativität der Addition!

Interaktives Medium, Unterrichtsbaustein/-reihe, Arbeitsblatt

Physik

Sekundarstufe I

Anhand einer Hängebrücke wird die Zerlegung von Kräften mit Hilfe einer interaktiven Visualisierung genauer erklärt.

Interaktives Medium

Physik

Sekundarstufe I

Hier wird ein einfaches Experiment zum Gleichgewicht dreier Kräfte simuliert: Gewichte hängen an drei miteinander verknoteten Schnüren, wobei zwei dieser Schnüre über reibungsfrei angenommene Rollen laufen. Am Knoten greifen drei Kräfte an (farbige Pfeile), die im Gleichgewicht sind. In den drei Eingabefeldern der Schaltfläche kann man Kraftbeträge von 1 N bis 10 N auswählen. Dabei ist zu beachten, dass eine Kraft jeweils kleiner sein muss als die Summe der beiden anderen Kraftbeträge. Mit gedrückter Maustaste lassen sich die Positionen der beiden Umlenkrollen verändern. Auf Wunsch wird für die nach links und rechts oben gerichteten Kräfte (rot bzw. blau) das zugehörige Kräfteparallelogramm gezeichnet. Rechts unten in der Schaltfläche liest man die Größen der Winkel zwischen diesen beiden Kräften und der Senkrechten ab.

Interaktives Medium, Webseite, Tool

Physik

Sekundarstufe I

HTML5-App: Gesamtkraft mehrerer Kräfte (Vektoraddition). Bei diesem Programm geht es um Kräfte, die an einem (als punktförmig angenommenen) Körper angreifen. In dem Auswahlfeld auf der rechten Seite kann man die Zahl der Einzelkräfte einstellen. Beträge und Richtungen dieser Einzelkräfte (blaue Pfeile) lassen sich verändern, indem man mit gedrückter Maustaste die Pfeilspitzen an die gewünschten Stellen zieht.

Interaktives Medium, Webseite, Tool

Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

HTML5-App: Zerlegung einer Kraft in zwei Komponenten. Bei physikalischen Problemen ist es oft sinnvoll, eine Kraft durch eine Kombination von zwei Kräften mit vorgegebenen Richtungen zu ersetzen. Selbstverständlich müssen diese zwei Kräfte gleichwertig zur gegebenen Kraft sein. Ihre Vektorsumme muss also mit der gegebenen Kraft übereinstimmen. Ist diese Voraussetzung erfüllt, so spricht man von der Zerlegung der Kraft in zwei Komponenten. Eine einfache geometrische Konstruktion liefert die Beträge der Komponenten: Man zeichnet zwei Geraden, die zu den vorgegebenen Richtungen parallel sind und durch die Pfeilspitze des gegebenen Kraftvektors gehen. Auf diese Weise entsteht das so genannte Kräfteparallelogramm. Die gesuchten Beträge der Komponenten lassen sich nun aus den Seitenlängen dieses Parallelogramms ablesen.

Interaktives Medium, Webseite, Tool

Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

Diese HTML5-App demonstriert eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit auf einer schiefen Ebene und die Kräfte, die dabei auftreten. Mit dem Schaltknopf “Zurück” kann man den Block in die Startposition (außerhalb des Bildes) bringen. Die Bewegung beginnt nach einem Mausklick auf den Startknopf; mit demselben Button lässt sich die Simulation unterbrechen beziehungsweise wieder fortsetzen. Je nach gewähltem Optionsfeld zeigt die App eine Federwaage, an der sich die nötige Zugkraft ablesen lässt, oder die auftretenden Kräfte, nämlich die Gewichtskraft mit ihren beiden Komponenten (Hangabtriebskraft und Normalkraft), die Gegenkraft zur Normalkraft, die Reibungskraft und die Zugkraft. Mit Hilfe der drei Textfelder kann man – in gewissen Grenzen – den Neigungswinkel, die Gewichtskraft des Blocks und die Reibungszahl variieren. Abhängig von diesen Parametern werden die Beträge der genannten Kräfte berechnet und angezeigt.

Interaktives Medium, Webseite, Tool

Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II

OER

Dieses virtuelle Experiment stammt aus den MINT-Apps. Ein Wagen befindet sich auf einer Ebene der Länge 1,0 m mit einstellbarem Neigungswinkel. Über einen Faden wird eine konstante Zugkraft übertragen, sodass der Wagen die Ebene hoch gezogen wird. Alternativ kann der Wagen auch die Ebene hinab rollen.

Interaktives Medium

Physik

Sekundarstufe II

OER

Materialien zur Mechanik II

Unterrichtsbaustein/-reihe, Methoden

Physik

Sekundarstufe II

Kräfte lassen sich vektoriell addieren. Dieser Unterrichtsbaustein erklärt die Addition von Kräften Schritt für Schritt und zeigt anhand vielfältiger Übungsaufgaben auch die Kommutativität der Addition!

Interaktives Medium, Unterrichtsbaustein/-reihe, Arbeitsblatt

Physik

Sekundarstufe I

Kräfte lassen sich vektoriell addieren. Dieser Unterrichtsbaustein erklärt die Addition von Kräften Schritt für Schritt und zeigt anhand vielfältiger Übungsaufgaben auch die Kommutativität der Addition!

Interaktives Medium, Unterrichtsbaustein/-reihe, Arbeitsblatt

Physik

Sekundarstufe I

Die LMU München bietet hier ein stummes Video zur Kräftezerlegung an der schiefen Ebene an. Dieses kann vielfältig im Unterricht genutzt werden, beispielsweise im Distanzunterricht, zur Wiederholung oder als animierte Versuchsanleitung.

Experiment

Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Hochschule

Die LMU München stellt ein stummes Video zur Kräftezerlegung an der schiefen Ebene bereit. Die Videos lassen sich beispielsweise als stumme Versuchsanleitung oder Ergänzung zu einer schriftlichen Anleitung nutzen. Die LMU stellt zudem didaktische Hinweise zur Durchführung der gezeigten Experimente bereit.

Experiment

Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II, Hochschule

Wirken mehrere Kräfte auf einen Körper ein, so kann man sich diese als zu einer Gesamtkraft zusammengesetzt denken. Hier findest du Beispiele und Erklärungen.

(Lehr-)Buch

Physik

Sekundarstufe I, Sekundarstufe II