Grundfrage zur Kraft und Größe (Newton)

Hi,

Normalerweise ist die Kraft ja immer ein Vektor.

Die Einheit Newton allerdings wurde ohne Vektor definiert.
Wie ist das zu vereinbaren?
Muss nicht auch das Newton dann eigentlich ein Vektor sein?

Ich denke mir folgendes:

(1) Das Newton mit einem Vektor zu definieren wäre erstens einmal ziemlich unsinnig, da das Newton dann ja immer nur eine bestimmte Richtung und Betrag haben müsste. Das hilft einen ja wenig.

(2) Das ist eigentlich mein Hauptargument:
Das Newton ist nicht die Kraft selbst. Das Newton ist lediglich ein Maß für die Kraft. Es ist also nicht nötig, Vektoren in die Definition des Newtons mit einzubeziehen.

Habe ich mit (2) recht, oder gibt es da vielleicht andere Gründe?

Hallo,

Normalerweise ist die Kraft ja immer ein Vektor.

nein, sie wird bei der „Betrachtung“ mit einem Vektor verbunden.

Die Einheit Newton allerdings wurde ohne Vektor definiert.
Wie ist das zu vereinbaren?

Beides, Kraft und Vektor, sind erst mal unabhängige Größen.
siehe z.Bsp.auch:
http://de.wikipedia.org/wiki/Vektor
Gruß VIKTOR

Hallo =)

Vektoren sind etwas vollkommen anderes als Einheiten.

Die physikalische Einheit sagt einen, worum es geht - bei dir Newton, ein Maß für die Kraft.
Ein Vektor sagt einem (in diesem Fall) wo, wie stark und wohin etwas ist.

MfG, Christian

Newton ist die Maßeinheit der Kraft
Hallo ElaMiNaTo,

„Newton“ ist kein Maß für die Kraft sondern die Einheit der physikalischen Größe „Kraft“. Eine Größe kann als Vektor ausgedrückt werden (was aber nicht bei jeder Größe stets sinnvoll sein muss, z.B. bei der Masse) aber eine Einheit nicht.

wie meine Vorredner schon sagten sind das verschiedene Sachen, ich versuch dir mal ein einleuchtendes Beispiel zu geben:

wenn dir dein Navi sagt du sollst 100 meter nach links laufen. Dann ist die Einheit meter (entspricht bei der Kraft Newton) und der Vektor ist „100 nach links“
Dann kann man den Vektor wieder unterteilen, der Betrag ist 100 und die Richtung ist „nach links“.

ich hoffe dadurch ist es klarer.

Hallo!

Ich lasse meine Schüler immer folgendes aufschreiben:

„Kräfte sind Vektoren …“

(und weil die Schüler zu diesem Zeitpunkt noch nicht wissen, was Vektoren sind, folgt der Zusatz …)

„, d. h. sie haben einen Angriffspunkt, einen Betrag und eine Richtung.“

Der Angriffspunkt gehört in der Mathematik zwar nicht zur Definition des Vektors, ist in der Physik aber wichtig, vor allem wenn es um Hebel, Drehmomente und dergleichen geht.

Der „Betrag“ eines Vektors ist eine skalare Größe und er wird so angegeben wie jede andere physikalische Größe auch, nämlich als das Vielfache einer Einheit. Die Einheit für die Kraft ist 1 Newton (und das ist eben die Kraft, die man braucht, um eine Masse von 1kg mit 1m/s² zu beschleunigen - egal in welche Richtung).

Die Richtung ist das, was den Vektor von einem Skalar unterscheidet. Sie kann entweder zeichnerisch durch einen Pfeil angegeben werden oder durch die Angabe eines Winkels (man spricht dann von „Polardarstellung“) oder durch Komponentenschreibweise, bei der man die Kraft gedanklich in Komponennten zerlegt, die in die Richtungen der Koordinatenachsen zeigen.

Die Richtung selbst ist dimensionslos (hat also keine Einheit), weil es einer Richtung egal ist, ob es sich um Wind, ein Magnetfeld oder eine Kraft handelt: Südwest bleibt Südwest. Also bezieht sich die Einheit nur auf den Betrag des Vektors, und der ist - wie gesagt - genauso zu behandeln wie eine skalare Größe.

Michael

P.S.: Das Fettgedruckte in Deinem Posting ist zwar etwas ungewöhnlich ausgedrückt, aber es hört sich für mich so an, als hättest Du genau das gemeint, was ich geschrieben habe.

Hi,

das Newton ist genauso ein Maß für die Kraft, wie das Meter z.B für den Ort „Hamburg“.

Gruß
Moriarty

Danke (owt) :smile:
.

Hallo,

Ich lasse meine Schüler immer folgendes aufschreiben:
„Kräfte sind Vektoren …“

nun, da wundert mich nichts mehr.
Kräfte sind vektorielle Größen, dh.,u.a. durch Vektoren darstellbar.
Aber Kräfte sind Vektoren !! ist Kappes.
Gruß VIKTOR

Hallo Viktor,

Aber Kräfte sind Vektoren !! ist Kappes.

Das siehst du etwas zu eng:
Das ist das gleiche wie wenn du z.B. die Zählbarkeit folgendermaßen betrachtest: Hast du beispielsweise drei Äpfel, dann ist die Anzahl = 3. Natürlich liegt da nun kein Dreier in der Gegend rum, sondern einfach nur drei Äpfel. Trotzdem ist die Anzahl 3. Genauso sind Kräfte Vektoren ! Das hat erkenntnistheoretisch den gleichen Hintergrund.

Gruß
Peter

Hallo!

das Newton ist genauso ein Maß für die Kraft, wie das Meter
z.B für den Ort „Hamburg“.

hä, das versteh ich nicht.

Gruß
Peter

Hallo!

Ja genau. Interessant ist in diesem Zusammenhang, dass das Wort „sein“ nicht kommutativ ist:

„Kräfte sind Vektoren.“ ist wahr.
„Vektoren sind Kräfte.“ ist falsch.

Und falls es VIKTOR um die Abstraktionsebene geht: In der Physik bezeichnet ein Wort stets sowohl die pyhsikalische Eigenschaft selbst, als auch das abstrakte Bild, das wir uns davon machen. (Das ist übrigens nicht nur in der Physik so. Ich zeige mit meinem Finger auf ein Foto und sage: „Das bin ich.“, obwohl ich natürlich weiß, dass das Foto nur ein farbiges Muster ist und mit meiner Person außer einer gewissen optischen Ähnlichkeit überhaupt nichts zu tun hat.)

Wenn ich sage: „Kräfte sind Vektoren.“ dann meine ich tatsächlich: „Die physikalischen ‚Bilder‘, die wir uns von Kräften machen, gehören zur Klasse der ‚Vektoren‘.“ Das würde aber keiner meiner Schüler verstehen.

Michael

Hallo Michael

„Kräfte sind Vektoren.“ ist wahr.
„Vektoren sind Kräfte.“ ist falsch.

es eben beides falsch.
Richtig ist nur:
Vektoren beschreiben (u.a.) Kräfte.

Wenn ich sage: „Kräfte sind Vektoren.“ dann meine ich
tatsächlich: „Die physikalischen ‚Bilder‘, die wir uns von
Kräften machen, gehören zur Klasse der ‚Vektoren‘.“ Das würde
aber keiner meiner Schüler verstehen.

So würde ich dies auch nicht verstehen.
Und das Falsche verstehen Deine Schüler ?
Aber warum nicht einfach das Richtige sagen ?(s.oben).
Der Fragesteller hätte seine Frage hier vielleicht gar nicht
eingebracht, wenn die Beschreibungen nicht oft im Nebel herumtappen
würden oder wie Deine - einfach nicht das Wesentliche aussagen.

Gruß VIKTOR

Hallo =)

„Kräfte sind Vektoren.“ ist wahr.
„Vektoren sind Kräfte.“ ist falsch.

Das man das Schülern so beibringt finde ich ganz in Ordnung, da man sich das so am besten (nahezu) richtig vorstellen kann.

Aber „Kräfte sind Vektoren“ ist natürlich so nicht ganz (exakt) richtig. Kräfte werden durch Vektoren ausgedrückt. Und ein Vektor ist einfach nur ein Element in einem Vektorraum und zu sagen, dass eine Kraft (nur) ein Element in einem Vektorraum ist, ist falsch denke ich. Das würde bedeuten, dass es ein neutrales Element der Multiplikation gibt. Und es ist unmöglich es hinzukriegen, dass x*N*y*N=y*N ist, wenn y und x in R sind. (Ich muss zugeben, dass würde nur gelten wenn Kräfte einen kompletten Vektorraum ergeben…) Ich hoffe trotzdem, dass man versteht was ich meine.

Schlusswort: in der Schule zur Erklärung natürlich zulässig, da es (fast) richtig ist - aber „Kräfte sind Vektoren“ ist so nicht ganz richtig.

MfG, Christian

Follow me …
Hallo Viktor und Christian,

Da unsere Diskussion hier offtopic ist, mich das Thema an sich aber schon interessiert, habe ich mich entschlossen, ein neues Thema aufzumachen. siehe weiter oben

Michael