Читать книгу Hals über Kopf - Richard P. McCall - Страница 14

Es gibt viele Kräfte, die auf ein Objekt einwirken können. Wir haben bislang nur über vier von ihnen gesprochen: das Gewicht, die Reibung, die Normal- und die Zugkraft. Wenn wir die Bewegung eines Objekts betrachten, müssen wir die gleichzeitige Wirkung verschiedener Kräfte in Erwägung ziehen, doch wird es sich bei ihnen wahrscheinlich um je eine dieser vier Kräfte handeln. Es treten auch noch andere Kräfte auf, wie zum Beispiel elektrische und magnetische Kräfte, doch diese werden normalerweise auf der mikroskopischen oder atomaren Ebene betrachtet. Sonstige Kräfte, die auftreten können, sind Schub- oder Zugkräfte, doch handelt es sich hierbei lediglich um die zwischen den betrachteten Objekten auftretenden Normalkräfte.

Denken Sie an das Buch auf der schrägen Tischoberfläche. Im Wesentlichen wirken drei Kräfte auf das Buch ein: Das Gewicht des Buchs, das senkrecht nach unten zieht, die parallel zur Tischoberfläche wirkende Reibungskraft, die verhindert, dass das Buch die schräge Oberfläche hinabrutscht, sowie die Normalkraft, die senkrecht zur Berührungsfläche von Buch und Tisch wirkt (Abb. 1.4). Wenn der Tisch plötzlich entfernt würde, fiele des Buch zu Boden, da die auf das Buch einwirkende Nettokraft die Kraft aufgrund der Gravitation wäre. Wäre der Tisch sehr glatt, sodass keine Reibungskräfte vorhanden wären, würde das Buch entlang der Tischoberfläche nach unten gleiten – die Normalkraft wäre zwar noch vorhanden und die Gravitationskraft würde wirksam sein, es gäbe jedoch keine Reibung, die das Buch in seiner Position halten könnte.

Ein Hilfsmittel, mit dem sich die Bewegung (oder Ruhe) eines Objekts ermitteln lässt, bezeichnet man übrigens als baustatische Skizze. Hierbei handelt es sich um ein Diagramm, in dem ausschließlich diejenigen Kräfte dargestellt werden, die auf das Objekt einwirken, ohne die Kräfte zu betrachten, die auf andere Objekte wirken. Wenn die auf ein Objekt einwirkenden Kräfte auf diese Weise isoliert betrachtet werdenii, können sie (nach den Regeln der Vektoraddition) summiert werden, um so die Nettokraft zu ermitteln. Die Vektoraddition ist sehr einfach, solange die Kräfte parallel zueinander wirken. Die in die gleiche Richtung wirkenden Kräfte werden einfach addiert, und die in die entgegengesetzte Richtung wirkenden Kräfte werden von dieser Summe abgezogen. In Abbildung 1.1 werden die Kräfte der beiden den Wagen schiebenden Personen addiert und die Reibungskraft davon abgezogen. Wenn die Kräfte nicht parallel sind, ist die Vektoraddition wesentlich komplizierter, und wir werden uns mit den Einzelheiten hier nicht beschäftigen. Mit Blick auf Abbildung 1.4 können wir jedoch vielleicht Folgendes erkennen: Wenn die auf das Buch einwirkende Nettokraft null sein soll, muss die Normalkraft durch denjenigen Teil des Buchgewichts ausgeglichen werden, der senkrecht zur Tischoberfläche wirkt, und die Reibungskraft durch den Teil des Gewichts, der ihr parallel zur Tischoberfläche entgegenwirkt.

Wenn wir die Bewegung des menschlichen Körpers besprechen, werden wir versuchen, nur diejenigen Kräfte zu betrachten, die die Bewegung eines bestimmten Körperteils verursachen oder verhindern. Durch diese isolierte Betrachtung des jeweiligen Körperteils können wir vielleicht ermitteln, ob er sich bewegen oder in Ruhe bleiben wird.