Kraft im Gleichgewichtsfall

Wissenschaft Physik
#1

hallo!

Die Kraft ist ja über das Produkt aus Beschleunigung und Masse definiert. Wenn keine Beschleunigung vorliegt, sollte dieses Produkt null sein, also es sollte auch keine Kraft vorliegen.
Nun spricht man aber bei zB einem Massestück, was auf einem Schrank liegt, davon, dass „Auf das Massestück die Gewichtskraft F=m*g wirkt“.
Das Massestück erfährt doch aber garkeine Geschwindigkeitsänderung, also keine Beschleunigung und somit über F=m*a keine Kraft.

Wer kann meine Irritation auflösen?

Gruß
Paul

#2

Die Kraft ist ja über das Produkt aus Beschleunigung und Masse
definiert. Wenn keine Beschleunigung vorliegt, sollte dieses
Produkt null sein, also es sollte auch keine Kraft vorliegen.

Nicht ganz. Es gilt die Formel F=ma oder allgemeiner: F=\frac{ms}{dt}. Definiert wird da aber nichts.

Nun spricht man aber bei zB einem Massestück, was auf einem
Schrank liegt, davon, dass „Auf das Massestück die
Gewichtskraft F=m*g wirkt“.
Das Massestück erfährt doch aber garkeine
Geschwindigkeitsänderung, also keine Beschleunigung und somit
über F=m*a keine Kraft.

Es wirkt noch die „Gegenkraft“ des Schrankes, und zwar mit dem Betrag der Gewichtskraft, aber nach oben. Die beiden Kräfte heben sich gegenseitig auf; die Gesamtkraft ist 0, so also auch die Beschleunigung.

mfg,
Ché Netzer

#3

Hallo Paul,

Nun spricht man aber bei zB einem Massestück, was auf einem
Schrank liegt, davon, dass „Auf das Massestück die
Gewichtskraft F=m*g wirkt“.
Das Massestück erfährt doch aber garkeine
Geschwindigkeitsänderung, also keine Beschleunigung und somit
über F=m*a keine Kraft.

und was ist g ?

Wer kann meine Irritation auflösen?

Ohne die „Abbremsung“ der Masse auf dem Schrank, also die
Lagesicherung durch die „Gewichtskraft“ würde eben die Masse
tatsächlich beschleunigt bewegt Richtung Erdmittelpunkt.
Gruß VIKTOR

#4

Nicht ganz. Es gilt die Formel F=ma oder allgemeiner:
F=\frac{ms}{dt}. Definiert wird da aber nichts.

s/dt? Das müsste doch dv/dt sein, oder?

Gruß
Paul

#5

und was ist g ?

g ist das Symbol für einen Spezialfall der Beschleunigung, nämlich g=9,81 m/s² (rund)

Ohne die „Abbremsung“ der Masse auf dem Schrank, also die
Lagesicherung durch die „Gewichtskraft“ würde eben die Masse
tatsächlich beschleunigt bewegt Richtung Erdmittelpunkt.

Ja, ohne die Abbremsung würde das Massestück auch eine Geschwindigkeit haben. Genauso wenig, wie es in der Ruhelage eine Geschwindigkeit hat, sollte es auch keine Beschleunigung erfahren und somit sollte auf es auch keine Kraft wirken.

Gruß
Paul

#6

Nicht ganz. Es gilt die Formel F=ma oder allgemeiner:
F=\frac{ms}{dt}. Definiert wird da aber nichts.

s/dt? Das müsste doch dv/dt sein, oder?

Jaja, so ähnlich :wink:
genauer: dp/dt Also d(mv)/dt
Also: F=\dot p
Jedenfalls sollte die Masse auch mit drin sein.

mfg,
Ché Netzer

#7

Jaja, so ähnlich :wink:
genauer: dp/dt Also d(mv)/dt
Also: F=\dot p
Jedenfalls sollte die Masse auch mit drin sein.

Wie auch immer es genau aussehen mag, im Gleichgewichtsfall ändern sich weder Impuls noch Geschwindigkeit.
Wieso wirkt dennoch eine Kraft?

Gruß
Paul

#8

Es wirken zwei Kräfte. Eine nach unten (Gewichtskraft) und eine nach oben (Gegenkraft des Schrankes). Und da die beide betragsmäßig gleich groß sind, heben sie sich auf:
\vec F_1+\vec F_2\hat =F_1+(-F_2)=F_1-F_2=F_1-F_1=0=ma \Rightarrow a=0

mfg,
Ché Netzer

#9

Hallo!

Auch wenn ich dem Rest zustimme, muss ich hier widersprechen:

Nicht ganz. Es gilt die Formel F=ma oder allgemeiner:
F=\frac{ms}{dt}. Definiert wird da aber nichts.

Oh doch! Das ist die Definitionsgleichung der Kraft. Deswegen hat sie auch die merkwürdige Einheit 1 kg m/s², was wir heute mit 1 N abkürzen.

Michael

#10

Es wirken zwei Kräfte. Eine nach unten (Gewichtskraft) und
eine nach oben (Gegenkraft des Schrankes). Und da die beide
betragsmäßig gleich groß sind, heben sie sich auf:
\vec F_1+\vec F_2\hat =F_1+(-F_2)=F_1-F_2=F_1-F_1=0=ma
\Rightarrow a=0

Das hat mich überzeugt, danke.
Das Massestück erfährt zwei betragsmäßig gleiche Beschleunigungen, aus denen sich -weil sie entgegengesetzt sind- keine resultierende Beschleunigung ergibt.
Diese Einsicht ist sehr interessant: Ein ruhender Körper wird durchgehend beschleunigt.

Gruß
Paul

#11

Hallo Paul,

Wie auch immer es genau aussehen mag, im Gleichgewichtsfall
ändern sich weder Impuls noch Geschwindigkeit.
Wieso wirkt dennoch eine Kraft?

das F in der Gleichung F = m a (auch „Newton III“ genannt) bezeichnet die Summe aller Kräfte auf den betrachteten Körper. Für ein auf dem Schrank ruhendes Massestück ist a = 0 und daraus kannst Du F = 0 schlussfolgern. Damit weißt Du, dass die _Gesamt_kraft auf das Massestück Null ist. Das heißt aber nicht, dass keine Kräfte auf das Massestück wirken, es bedeutet nur, dass die sich alle zu Null (vektor-)addieren. Auf das Massestück werden Millionen von Kräften wirken: Gravitationskraft der Erde, der Sonne, des Mondes, des Jupiters, Gravitationskraft von Dir, von der übers Haus fliegenden Taube… Wenn das Stück metallhaltig ist, wird wegen des Erdmagnetfeldes sogar eine magnetische Kraft wirken. Außerdem noch eine durch die Luft bedingte Auftriebskraft nach oben und so weiter und so fort.

Und last but not least wirkt noch die Kraft, die der Schrankdeckel auf das Stück ausübt. Sie zeigt nach oben und ihr ist ein spezieller Charakter zu eigen: Sie stellt sich quasi von selbst so stark ein, dass sie alle anderen Kräfte zu Null kompensiert. Das mag erstaunlich erscheinen, aber solche „anpassungsfähigen“ Kräfte gibt es überall. Man nennt sie Zwangskräfte. Wo immer irgendetwas auf der Erde in Ruhe liegt, steht, hängt, oder auch auf Schienen geführt wird etc. sind Zwangskräfte am Werk.

Man muss also aufpassen mit der Aussage „F = 0, das heißt auf den Körper wirkt keine Kraft“. Das bedeutet nur selten, dass überhaupt keine einzige Kraft auf ihn wirkt (das wäre praktisch nur im Weltraum fernab von aller Materie annähernd realisierbar), sondern meistens nur, dass sich alle auf ihn einwirkenden Kräfte gegenseitig kompensieren (woran wahrscheinlich eine oder mehrere Zwangkräfte beteiligt sind).

Gruß
Martin

#12

Hallo Paul,

und was ist g ?

g ist das Symbol für einen Spezialfall der Beschleunigung,
nämlich g=9,81 m/s² (rund)

Ohne die „Abbremsung“ der Masse auf dem Schrank, also die
Lagesicherung durch die „Gewichtskraft“ würde eben die Masse
tatsächlich beschleunigt bewegt Richtung Erdmittelpunkt.

Ja, ohne die Abbremsung würde das Massestück auch eine
Geschwindigkeit haben. Genauso wenig, wie es in der Ruhelage
eine Geschwindigkeit hat, sollte es auch keine Beschleunigung
erfahren und somit sollte auf es auch keine Kraft wirken.

jetzt verstehe ich Deine Argumentation.
Du meinst, daß es keine resultierende Kraft gibt, welche relativ
zum „Schrank“ eine Bewegung (Beschleunigung) der Masse bewirkt.
Da hast Du recht.
Auf eine Masse in „Ruhe“ wirken entweder gar keine Kräfte oder
die Resultierenden aller Kräfte sind 0.
Letzteres ist bei Deinem Beispiel der Fall.
Es stellt sich (Dir) die Frage, wie merke ich, daß keine Kräfte
wirken oder eben die resultierenden Kräfte 0 sind ?
Antwort:
An der Verformung der Masse in Bezug auf eine „Referenzmasse“.
Hier könnte es auch eine Waage sein, welche anzeigt, wenn Du sie
unter die Masse legst, aber nichts anzeigt, wenn Du sie horizontal
an die Masse legst.
Hältst Du die Waage fest und drückst mit einer Kraft horizontal
an die Masse, hast du die entsprechende Anzeige des resultierenden
Kräftepaares zweier Kräfte mit entgegen gesetzten Vorzeichen
Ist hier ein bisschen banal präsentiert, aber vielleicht hilft es
Dir aus Deiner „Irritation“ zu finden.
Gruß VIKTOR

#13

Hallo Paul,

Das Massestück erfährt zwei betragsmäßig gleiche
Beschleunigungen, aus denen sich -weil sie entgegengesetzt
sind- keine resultierende Beschleunigung ergibt.
Diese Einsicht ist sehr interessant: Ein ruhender Körper wird
durchgehend beschleunigt.

eigentlich nicht.
(s.meine Antwort an Dich oben)
Bei einem ruhenden Körper ist keine Kraft mehr Rest, welche ihn
in eine bevorzugte Richtung beschleunigen könnte.
Die Gravitationsbeschleunigung resultiert aus der Gravitationskraft
nicht umgekehrt.
Die Kräfte sind im Gleichgewicht bei Ruhe,nicht die Beschleunigungen.
a=F(res)/m
Gruß VIKTOR

#14

Hallo,

die Gravitationskraft ist lt. offizieller Lesart die einzige Kraft, die keine Arbeit verrichten kann. Bitte nicht verwechseln mit Hubarbeit, das ist etwas anderes.

Gruß

#15

die Gravitationskraft ist lt. offizieller Lesart die einzige
Kraft, die keine Arbeit verrichten kann.

Wie funktioniert dann ein Wasserkraftwerk?

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#16

die Gravitationskraft ist lt. offizieller Lesart die einzige
Kraft, die keine Arbeit verrichten kann.

Wie funktioniert dann ein Wasserkraftwerk?

Durch Hubarbeit.

#17

die Gravitationskraft ist lt. offizieller Lesart die einzige
Kraft, die keine Arbeit verrichten kann.

Wie funktioniert dann ein Wasserkraftwerk?

Durch Hubarbeit.

Die einzigen Wasserkraftwerke, bei denen Hubarbeit verrichtet wird, sind Pumpspeicherwerke und die verbrauchen dabei Energie.

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#18

Hallo,

die Gravitationskraft ist lt. offizieller Lesart

Du kannst offiziell lesen?

die einzige
Kraft, die keine Arbeit verrichten kann.

Aha? Hast Du das den Uhrmachern schon mitgeteilt, dass all ihre Gewichte an den Uhren dieselben gar nicht antreiben?

Bitte nicht
verwechseln mit Hubarbeit, das ist etwas anderes.

Genau: das ist nämlich das genaue Gegenteil. Das macht man beim Aufziehen oben genannter Uhren.

Sorry, ich zweifle nach Deinen seltsamen Behauptungen einfach mal an Deinen offiziellen Lesekünsten.
Gruß
loderunner

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#19

Richtigstellung
Hallo,
der Beitrag ist nicht von gargas, sondern von mir. Kleiner Bug der Forensoftware, sry.
Gruß
loderunner

#20

Hallo Sockenpuppe,

[EDIT: Name auf Wunsch entfernt]

Gargas?
[EDIT: Name auf Wunsch entfernt]?
Aha! Versehentlich Deinen Doppelaccount preisgegeben:wink:

MOD bitte prüfen.
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