Fundamentale Kräfte Kontakt - Kräfte Feld - Kräfte
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- Agnes Blau
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1 Fundamentale Kräfte Kontakt - Kräfte Feld - Kräfte
2 Fundamentale Kräfte Gravitationskraft und Gewicht (Melone) Reaktions- Partner Nach dem 3. Newton schen Prinzip übt der Körper auch Eine Kraft auf die Erde aus:
3 Der Schwerpunkt Für ausgedehnte Körper: Die totale Gewichtskraft, die resultierende Kraft aller auf die einzelnen Massen oder Massenelemente wirkenden Gewichtskräfte, greift im Schwerpunkt an. Einzelne Massen: Kontinuierliche Massenverteilung:
4 Das Gravitationsgesetz Gravitations- Kraft: Fernwirkungsgesetz Wieso? Betrag vom Einheitsvektor Richtung! Gravitations- Konstante:
5 Die Kepler schen Gesetze
6 Die Keplers chen Gesetze Beweis der Kepler schen Gesetze iii) und ii) für Kreisbahnen: Die Umlaufsgeschwindigkeit ist konstant, d. h.. Es gilt dann: Der Radiusvektor überstreicht im Zeitintervall die Fläche :
7 Das Gravitationsgesetz Experiment von Cavendish Bestimmung der Gravitationskonstante Gravitations- Konstante:
8 Das Gravitationsgesetz Experiment von Cavendish - Labor von Cavendish
9 Fundamentale Kräfte Die träge Masse und die schwere Masse! träge Masse? = schwere Masse 2. Newton sches Prinzip Gravitationsgesetz Sind die Massen gleich?
10 Fundamentale Kräfte Die träge Masse und die schwere Masse! träge Masse? = schwere Masse 2. Newton sches Prinzip Gravitationsgesetz Bewegungsgleichung = (z.b. freier Fall) Experimente haben die Proportionalität mindestens für makroskopische Körper mit grosser Genauigkeit bestätigt.
11 Kraftfeld und Feldstärke Kraftfeld Probemasse Feldstärke: Gravitationsfeld Einheit: Kraft/Masse Jedem Raumpunkt wird eine lokale Grösse - die Feldstärke zugeordnet! Feldstärke des Gravitationsfeldes: Für Objekte auf der Erdoberfäche:
12 Die Coulomb-Kraft (Charles Augustin Coulomb [ ]) Coulomb - Kraft: Fernwirkungsgesetz Wieso? Betrag vom Einheitsvektor Richtung! Proportionalitäts- Konstante: Influenzkonstante
13 Fundamentale Kräfte Vergleich von Gravitations-Kraft und Coulomb-Kraft am Beispiel vom Proton: Verhältnis der Beträge der Kräfte:
14 Das elektrische Feld Kraftfeld Probeladung Probeladung Jedem Raumpunkt wird eine lokale Grösse - die Feldstärke zugeordnet! Feldstärke: Einheit: Kraft/Ladung
15 Fundamentale Kräfte Lorentz-Kraft (Hendrik Antoon Lorentz [ ]) Teilchenbahn Zur Erinnerung: Vektorprodukt (Kreuzprodukt) von zweivektoren Bemerkung: Die Lorentz-Kraft ist eine relativistische Folge der Coulomb-Kraft (keine unabhängige Fundamentalkraft) Geladenes Teilchen im Magnetfeld:
16 Fundamentale Kräfte Magnetfelder
17 Abgeleitete Kräfte
18 Abgeleitete Kräfte Oberflächenkräfte und Reibung In Richtung normal: Normalkraft In Richtung tangential: Reibung Kräfte in Komponenten zerlegen: normal: Normalspannung tangential: Schubspannung
19 Abgeleitete Kräfte Oberflächenkräfte und Reibung
20 Abgeleitete Kräfte Haftreibung Beispiel: Klotz auf schiefer Ebene Für die Haftreibung gilt:
21 Abgeleitete Kräfte Gleitreibung Beispiel mit Gleit- und Haftreibung Für die Gleitreibung gilt:
22 Abgeleitete Kräfte Haft- und Gleitreibung Berührungs- Flächen
23 Abgeleitete Kräfte Viskose Reibung Für die viskose Reibung gilt: Für nicht zu grosse Geschwindigkeiten (laminare Strömung)!
24 Abgeleitete Kräfte Viskose Reibung Beispiel Kugel in Flüssigkeit: Für Kugel mit Radius r gilt: Zähigkeit (Viskosität)
25 Abgeleitete Kräfte Federkraft Keine Reibung! Für die Federkraft gilt: Für den linearen (elastischen) Bereich!
26 Abgeleitete Kräfte Auftriebskräfte Merke: Im Gleichgewicht bewegt sich das Wasser nicht! Wasser Stein Holz Für den statischen Auftrieb gilt: V = Volumen der verdrängten Flüssigkeit (Deplacement)
27 Zusammenfassung Kraftgesetze (1)
28 Zusammenfassung Kraftgesetze (2)
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