In diesem Artikel wird erklärt, was Parallelkräfte sind. Außerdem finden Sie Beispiele für parallele Kraftsysteme. Abschließend erfahren Sie, wie Sie die Kraft berechnen, die sich aus einem System paralleler Kräfte in derselben Richtung und einem System paralleler Kräfte in einer anderen Richtung ergibt.
Was sind Parallelkräfte?
Parallelkräfte sind Kräfte, deren Wirkungslinien parallel sind. Mit anderen Worten: Zwei oder mehr Kräfte sind parallel, wenn sie die gleiche Richtung haben.
Zwei parallele Kräfte können die gleiche Richtung oder entgegengesetzte Richtungen haben. Aber solange die Linien, auf die sie projiziert werden, parallel sind, gelten die Kräfte als parallel.
Beachten Sie, dass zwei parallele Kräfte per Definition keine gleichzeitigen Kräfte sein können, wohl aber kollineare Kräfte .
Beispiele für Parallelkräfte
Um das Konzept der Parallelkräfte vollständig zu verstehen, hier zwei Beispiele aus dem täglichen Leben dieser Art von Kraft.
Wenn beispielsweise zwei Personen gleichzeitig versuchen, einen sehr schweren Gegenstand horizontal zu bewegen, üben sie zwei parallele Kräfte in die gleiche Richtung aus, da beide Personen den Gegenstand auf die gleiche Seite bewegen möchten.
Ein weiteres Beispiel für zwei parallele Kräfte ist das gleichzeitige Springen mit beiden Beinen. Beim Springen übt jedes Bein eine vertikale Kraft auf den Boden aus.
In den folgenden Abschnitten werden wir sehen, wie zwei parallele Kräfte durch eine resultierende Kraft ersetzt werden. Um die folgenden Parallelkräfte-Übungen zu verstehen, müssen Sie jedoch zunächst die Gleichgewichtsbedingungen kennen.
Parallele Kräfte in die gleiche Richtung
Die aus zwei parallelen Kräften in derselben Richtung resultierende Kraft ist eine Kraft, deren Wert die Summe der Module der parallelen Kräfte ist und deren Angriffspunkt auf die folgende Beziehung reagiert:
Die Gleichung zur Ermittlung des Angriffspunkts der resultierenden Kraft ergibt sich aus der Anwendung der Momentengleichgewichtsbedingung, dh der zweiten Gleichgewichtsbedingung.
Wenn wir beispielsweise zwei parallele Kräfte von 9 N und 15 N in derselben Richtung addieren möchten, die durch eine Länge von 12 m voneinander getrennt sind, müssen wir zunächst die Intensitäten der Kräfte addieren, um den Wert der resultierenden Kraft zu ermitteln:
Jetzt muss noch der Angriffspunkt der Kraft bestimmt werden. Dazu müssen wir die folgende Gleichung lösen:
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Kraft, die sich aus dem System dieser beiden parallelen Kräfte ergibt, eine Kraft der Größe 24 N ist und 7,5 m rechts vom Angriffspunkt der ersten Kraft liegt.
Parallele Kräfte in entgegengesetzter Richtung
Die resultierende Kraft zweier paralleler Kräfte entgegengesetzter Richtung ist eine Kraft, deren Wert gleich der Differenz der Module der parallelen Kräfte ist. Um ihren Angriffspunkt zu berechnen, muss die folgende Beziehung angewendet werden:
Wenn wir beispielsweise zwei parallele Kräfte von 11 N und 7 N in verschiedenen Richtungen, die durch eine Länge von 8 m getrennt sind, durch ihre resultierende Kraft ersetzen möchten, müssen wir zunächst die Größen der Kräfte subtrahieren, um den Wert der resultierenden Kraft zu ermitteln. :
Nachdem der Modul der resultierenden Kraft berechnet wurde, muss nur noch der Angriffspunkt ermittelt werden. Daher schlagen wir die folgende Gleichung vor und lösen sie:
Die resultierende Kraft dieses Systems paralleler Kräfte ist daher eine Kraft der Größe 4 N und liegt 14 m links vom Angriffspunkt der ersten Kraft.
Wenn andererseits zwei parallele Kräfte in entgegengesetzter Richtung die gleiche Intensität haben, spricht man in der Physik von einem Kräftepaar. Die Charakteristik einiger Kräfte besteht darin, dass sie ein Moment erzeugen und somit den Körper drehen. Sie können sehen, wie das Moment einiger Kräfte berechnet wird, indem Sie hier klicken: