In diesem Artikel wird erklärt, was koplanare Kräfte sind, und Sie werden auch Beispiele für koplanare Kräfte sehen. Sie erfahren auch den Unterschied zwischen koplanaren und nichtkoplanaren Kräften und erfahren, wann zwei Kräfte gleichzeitig koplanar sind und konkurrieren.
Was sind koplanare Kräfte?
Koplanarkräfte sind Kräfte, die in derselben Ebene wirken. Das heißt, zwei oder mehr Kräfte sind koplanar, wenn sie in derselben Ebene enthalten sind.
Daher können koplanare Kräfte mathematisch mit Zweikomponentenvektoren definiert werden. Normalerweise beginnt man zu Beginn des Physikstudiums mit Übungen zu koplanaren Kräften, da es einfacher ist, mit zweidimensionalen Kräften zu arbeiten.
Ein Konzept, das sich auf Probleme dieser Art von Kräften bezieht, ist das der Gleichgewichtsbedingungen, da aus diesen Bedingungen Unbekannte erhoben und unbekannte Kräfte gefunden werden können. Unter folgendem Link können Sie mit gelösten Übungen zu diesem Thema üben:
Beispiel für koplanare Kräfte
Betrachten wir die Definition koplanarer Kräfte, sehen wir ein Beispiel für diese Art von Kräften.
Wenn wir beispielsweise ein Objekt auf den Boden schieben, wirken die auf das Objekt einwirkenden Kräfte koplanar.
Auf den Körper wirken zwei vertikale Kräfte: das Gewicht, das auf die Schwerkraft der Erde zurückzuführen ist, und die Normalkraft, die der Gewichtskraft entgegenwirkt. Andererseits wirkt nur eine horizontale Kraft, das ist die Kraft, die auf den Körper ausgeübt wird, um ihn zu bewegen.
Da alle Kräfte des Systems in einer einzigen Ebene (der des Bildschirms) definiert werden können, handelt es sich um drei koplanare Kräfte.
Ein Tipp zur Identifizierung koplanarer Kräfte lautet: Wenn alle Kräfte im Bildschirm (oder Papier) enthalten sind und keine Kräfte vom Bildschirm nach außen oder innen gehen, handelt es sich um koplanare Kräfte.
Es ist zu beachten, dass jedes System koplanarer Kräfte vereinfacht und alle Kräfte durch eine resultierende Kraft ersetzt werden können. Sie können sehen, wie das geht, indem Sie hier klicken:
Koplanare und nichtkoplanare Kräfte
Der Unterschied zwischen koplanaren und nichtkoplanaren Kräften besteht darin, dass koplanare Kräfte in derselben Ebene wirken, während nichtkoplanare Kräfte in verschiedenen Ebenen wirken.
Um koplanare Kräfte zu definieren, werden daher Vektoren mit nur zwei Koordinaten benötigt, aber um nichtkoplanare Kräfte auszudrücken, werden Vektoren mit drei Koordinaten benötigt. Weil nichtkoplanare Kräfte im Raum definiert sind.
Wenn man anfängt, Physik zu unterrichten, beschäftigt man sich normalerweise nur mit Problemen mit koplanaren Kräften, da der Schwierigkeitsgrad mit allen drei Dimensionen dramatisch zunimmt. Wenn Sie also gerade erst anfangen, werden alle Probleme, auf die Sie stoßen, mit Sicherheit koplanare Kräfte beinhalten.
Koplanare und gleichzeitige Kräfte
Zwei Kräfte sind koplanar und gleichzeitig, wenn sie in derselben Ebene wirken und sich ihre Wirkungslinien darüber hinaus in einem Punkt schneiden.
Eine Möglichkeit, koplanare und gleichzeitig wirkende Kräfte zu identifizieren, besteht darin, sicherzustellen, dass sie in derselben Ebene liegen und nicht parallel sind. Wenn zwei oder mehr Vektorkräfte zur gleichen Ebene gehören und nicht parallel sind, bedeutet dies, dass sich ihre Verlängerungen in einem Punkt der Ebene schneiden; daher sind sie koplanare und konkurrierende Kräfte.
Um Beispiele für diese Art von Kraft zu sehen, klicken Sie hier: