Kraft

Die Wirkung einer Kraft auf einen Körper lassen sich nur dann bestimmen, wenn drei Faktoren bekannt sind:

1. Der Betrag der Kraft. z.B. F = 10 N
2. Die Wirklinie WL der Kraft.
3. Die Richtungssinn der Kraft.

Die Einheit für die Kraft ist Newton N. 

$1N=1kg·1\frac{m}{s}·\frac{1}{s}=1\frac{kg·m}{s^2}$

Kräfte werden in „freigemachten“ Skizzen durch einen Pfeil dargestellt. Der Betrag der Kraft kann anhand des Kräftemaßstabs M_K durch die Länge des Pfeils dargestellt werden. Die Wirklinie WL zeigt in welcher Achse die Kraft wirkt und die Richtung der Pfeilspitze gibt den Richtungssinn wieder. Eine Kraft, welche dieselbe Wirkung auf einen Körper ausübt, wie zwei oder mehr Kräfte (F₁, F₂ usw.)nennt man resultierende Kraft F_R.

Die resultierende Kraft ist eine gedachte Ersatzkraft für mehrere Einzelkräfte

Aus den Wirklinien und dem Richtungssinn der Einzelkräfte ergibt sich demnach die Wirklinie und der Richtungssinn der resultierenden Kraft sowie deren Betrag.

Längsverschiebungssatz

Wird ein Wagen mit der Schubkraft F_S wirkend auf den Angriffspunkt A_S mit der Geschwindigkeit ν bewegt, so wird die selbe Wirkung auf der gleichen Wirklinie durch die Zugkraft F_Z auf den Angriffspunkt A_Z ausgeübt. Daraus resultiert: F_S = F_Z.

Kräfte dürfen auf ihrer Wirklinie beliebig verschoben werden, ohne das sich ihre Wirkung auf den Körper verändert.

Kraftmoment, Drehmoment

Wirkt eine Kraft F unter einem Wirkabstand l (Hebelarm) auf einen Bezugspunkt D (Drehpunkt) so spricht man von einem Kraftmoment M (Drehmoment).  Dies ist das Produkt aus einer Kraft unter dem Wirkabstand rechtwinklig zur Wirklinie wirkt.

$F=F·l$

Der Drehsinn des Kraftmoments wird durch das Vorzeichen angegeben:

(+) = Linksdrehsinn ↺
(-) = Rechtsdrehsinn ↻

Kräftepaar

Wenn zwei entgegengesetze Kräfte auf parallelen Wirklinien mit einem Wirkabstand zueinander wirken, so entsteht ein Drehmoment. Die Kräfte werden dann als Kräftepaar bezeichnet. In solchen Fällen ist die resultierende Kraft F_R = 0.

Die Drehwirkung eines Kräftepaars nennt sich Drehmoment M.

Der Betrag des Drehmoment ist wie oben bereits beschrieben M  = F · l. Der Wirkabstand l wird rechtwinklich (⊥) zur Wirklinie WL gemessen.