In diesem Artikel wird erklärt, was Ausgleichskraft ist und wie sie berechnet wird. Zusätzlich können Sie mit gezielten Balance-Kraftübungen üben.
Was ist die Ausgleichskraft?
Ausgleichskraft ist die Kraft, die der Wirkung aller Kräfte in einem System entgegenwirkt, d. h. Ausgleichskraft ist die Kraft, die in der Lage ist, ein Kräftesystem auszugleichen.
Daher hat die Ausgleichskraft eines Systems die gleiche Größe, Richtung und entgegengesetzte Richtung wie die resultierende Kraft.
Darüber hinaus führt die Ausgleichskraft dazu, dass die Summe aller Kräfte in einem System Null ist und sich das System daher im Gleichgewicht befindet.
Normalkraft ist beispielsweise die Kraft, die die Gewichtskraft ausgleicht, weil sie deren Wirkung neutralisiert und es einem Körper ermöglicht, sich auf dem Boden abzustützen.
So berechnen Sie die Ausgleichskraft
Um die Ausgleichskraft auf ein System zu berechnen, muss man zunächst die resultierende Kraft auf das System ermitteln und dann ihre Komponenten negieren.
Da die Ausgleichskraft der resultierenden Kraft entgegengesetzt ist, besteht der Prozess zur Ableitung der Ausgleichskraft einfach darin, die resultierende Kraft zu bestimmen und dann das Vorzeichen ihrer Koordinaten zu ändern.
Um die Ausgleichskraft eines Systems zu ermitteln, ist es daher wichtig zu wissen, wie die resultierende Kraft berechnet wird. Wenn nicht, sollten Sie die folgende Erklärung sehen:
Wenn beispielsweise die resultierende Kraft eines Systems ist
Die Berechnung der Ausgleichskraft erfolgt wie folgt:
Balance-Kraftübungen gelöst
Übung 1
Berechnen Sie die Ausgleichskraft der folgenden drei Kräfte:
Alle drei Kräfte haben die gleiche Richtung, daher ist die Richtung der resultierenden Kraft für diese Kräfte gleich.
In dieser Übung haben wir zwei Kräfte mit gleicher Richtung und Richtung, sodass wir sie direkt addieren können. Andererseits haben wir eine andere Kraft mit derselben Richtung, aber einer anderen Richtung, sodass diese Kraft die Intensität von der resultierenden Kraft abzieht.
Darüber hinaus ist der Wert der Summe der nach rechts gerichteten Kräfte größer als der Wert der nach links gerichteten Kraft, sodass die resultierende Kraft eine rechte Richtung haben muss.
Da die Ausgleichskraft der resultierenden Kraft entgegengesetzt ist, ist die Ausgleichskraft eine Kraft mit dem Wert 5 N mit derselben Richtung, jedoch nach links.
Übung 2
Bestimmen Sie die Ausgleichskraft des Systems, das aus den folgenden zwei Kräften besteht:
- Kraft von 10 N bei einer Neigung von 45° zur horizontalen Achse.
- Kraft von 7 N bei einer Neigung relativ zur horizontalen Achse von 60°.
Die Problemstellung sagt uns, dass die Kräfte unterschiedliche Richtungen haben. Um die resultierende Kraft zu finden, müssen wir sie zunächst vektoriell unter Verwendung der Sinus- und Kosinusformeln zerlegen:
Und nun addieren wir die Komponenten der Kräfte, die derselben Achse entsprechen:
Die resultierende Kraft ist daher:
Daher ist die Ausgleichskraft:
Übung 3
Finden Sie die Ausgleichskraft des folgenden Kräftesystems:
Um die resultierende Kraft aller Vektorkräfte im Diagramm zu erhalten, müssen wir die Polygonmethode anwenden:
Die resultierende Kraft hat also folgende Komponenten:
Die Ausgleichskraft wird also diese Kraft mit den gleichen Komponenten, aber mit geändertem Vorzeichen sein:
