In diesem Artikel wird erklärt, was ein Kräftesystem ist. Außerdem finden Sie mehrere Beispiele für Kraftsysteme und die häufigsten Arten von Kraftsystemen.
Was ist ein Kräftesystem?
In der Physik ist ein Kräftesystem eine Menge von Kräften, die auf denselben Körper oder Gegenstand wirken. Das heißt, wenn zwei oder mehr Kräfte auf einen Körper wirken, handelt es sich um ein Kräftesystem.
Damit es sich um ein Kräftesystem handelt, muss logischerweise mehr als eine Kraft wirken; aus zwei Kräften betrachten wir bereits ein System. Ebenso wird jede Kraft, die Teil eines Kräftesystems ist, als Komponente des Systems bezeichnet.
Jedes Kräftesystem kann durch eine einzelne Kraft ersetzt werden, die als resultierende Kraft bezeichnet wird. Auf diese Weise wird das System vereinfacht, da es von mehreren Kräften auf eine einzige Kraft übergeht und daher einfacher zu interpretieren ist.
Um dies zu erreichen, muss ein Verfahren durchgeführt werden, das eine gewisse Schwierigkeit darstellt, da es von der Natur des Kräftesystems abhängt. Klicken Sie auf den folgenden Link, um zu sehen, wie das geht:
Beispiele für Kraftsysteme
In Anbetracht der Definition des Kraftsystems sehen Sie unten einige Beispiele für Kraftsysteme, um deren Bedeutung besser zu verstehen.
- Wir haben zum Beispiel ein Kräftesystem, bei dem mehrere Personen gleichzeitig Kraft auf einen sehr schweren Gegenstand ausüben, um ihn zu bewegen.
- Ein weiteres Beispiel für ein Kraftsystem ist das Halten eines Gegenstands durch eine Person. Im System wirken mehrere Kräfte, wie zum Beispiel die Gewichtskraft der Person, die Gewichtskraft des Objekts und die Kraft der Person, das Objekt zu stützen, und andere Kräfte.
- Wenn ein Auto schließlich auf der Straße fährt, handelt es sich auch um ein Kräftesystem, da mehrere Kräfte auf es einwirken: die Gewichtskraft, die Normalkraft, die Reibungskraft usw.
Arten von Kraftsystemen
Im Folgenden werden die wichtigsten Arten von Kraftsystemen erläutert. Um das Konzept jedes Kraftsystemtyps besser zu verstehen, empfiehlt es sich jedoch auch zu lesen, wie die resultierende Kraft eines Kraftsystems berechnet wird (siehe Link oben), da diese je nach Kraftsystemtyp unterschiedlich berechnet wird . System.
Koplanares Kraftsystem
Ein koplanares Kraftsystem ist eine Menge von Kräften, die in derselben Ebene wirken. Damit alle Kräfte des Systems in einer einzigen Ebene enthalten sind.
Eines der Merkmale dieses Systemtyps besteht darin, dass alle Kräfte durch Vektoren mit nur zwei Koordinaten ausgedrückt werden können. Normalerweise macht man zu Beginn des Physikstudiums Übungen mit dieser Kraftform, weil sie einfacher sind.
System konkurrierender Kräfte
Ein konkurrierendes Kräftesystem besteht aus zwei oder mehr Kräften, deren Richtungen sich in einem Punkt schneiden. Mit anderen Worten: Die Verlängerungen der Wirkungslinien eines Systems konkurrierender Kräfte schneiden sich in einem einzigen Punkt.
Wie wir weiter unten sehen werden, wird daher ein Paar paralleler oder kollinearer Kräfte niemals Teil eines Systems konkurrierender Kräfte sein.
System der Hillar-Streitkräfte
Ein System kollinearer Kräfte besteht aus mehreren Kräften, die die gleiche Richtung haben. Wenn also zwei oder mehr Kräfte ihre Wirkungslinie teilen, handelt es sich um ein kollineares Kräftesystem.
Es ist zu beachten, dass kollineare Kräfte die gleiche oder entgegengesetzte Richtung haben können, aber unabhängig von ihrer Richtung gelten sie als kollinear, wenn sie die gleiche Richtung haben.
Parallelkraftsystem
Ein System paralleler Kräfte ist eine Menge von Kräften, die nur aus parallelen Kräften besteht, das heißt, die Wirkungslinien aller Kräfte in einem solchen Kräftesystem sind parallel.
Obwohl die Wirkungslinien dieser Arten von Kräften parallel sind, geht man mathematisch davon aus, dass sie die gleiche Richtung haben.
System senkrechter Kräfte
Ein System senkrechter Kräfte besteht aus zwei oder mehr Kräften, die senkrecht zueinander stehen, das heißt, sie bilden einen Winkel von 90°.
Um die Kraft zu berechnen, die aus zwei senkrecht zueinander stehenden Kräften resultiert, müssen wir die Formel für die Größe einer Kraft anwenden. Wenn Sie mehr Interesse haben, können Sie in dem oben verlinkten Artikel zur resultierenden Kraft sehen, wie dies geschieht.
Kräftesystem im Gleichgewicht
Ein Kräftesystem im Gleichgewicht ist eine Menge von Kräften, deren resultierende Kraft und resultierendes Moment Null sind. Daher befindet sich ein System im Gleichgewicht, wenn es ruht, eine konstante Lineargeschwindigkeit oder eine konstante Winkelgeschwindigkeit aufweist.
Damit ein Körper in der Physik als im Gleichgewicht betrachtet werden kann, muss er zwei Bedingungen erfüllen. Diese können Sie hier sehen: