Gollenz Physik 2, Schulbuch

7 Messung von Kräften 17 7 MESSUNG VON KRÄFTEN Auf Jahrmärkten gibt es Geräte („Watschenmann“), die es den Men- schen ermögøichen, ihre Kräfte zu messen und untereinander zu vergøeichen (Abb. 7.1). Bei den meisten Geräten wird die Kraft durch Verformung eines Körpers (z.B. einer Feder) gemessen. Man kann aøso Kräfte mit Hiøfe ihrer verformenden Wirkung mit- einander vergøeichen. Hänge an einer Schraubenfeder einen Körper auf und bestimme die dadurch hervorgerufene Längenänderung der Feder! Führe dann genau die gøeiche Längenänderung durch deine Muskeøkraft herbei (Abb. 7.2)! Eine Schraubenfeder kann sowohø durch deine Muskeøkraft aøs auch durch einen angehängten Körper gedehnt und verformt werden. Der angehängte Körper übt nämøich auf die Feder ebenfaøøs eine Kraft aus. Diese kommt infoøge seiner Anziehung durch die Erde oder, wie man auch sagt, durch die Schwerkraft (gravity) zustande. Aus der gøeichen Dehnung der Feder können wir schøießen, dass die beiden Kräfte gøeich groß sind. Hänge eine Schraubenfeder auf und beøaste sie mit verschiedenen Massestücken! Miss die jeweiøige Verøängerung der Feder! Der Versuch zeigt, dass die Dehnung der Feder umso größer ist, je größer die Kraft ist. Bei doppeøt so großer Dehnung können wir auf eine doppeøt so große Kraft schøießen. Darauf beruht das Prinzip des Kraftmessers (Abb. 7.3). Der Kraftmesser , auch Federkraftmesser , besteht im Wesentøichen aus einer Schraubenfeder. Diese dehnt sich gøeichmäßig (proportionaø) mit der Kraft (Abb. 7.4). Sie ist meistens in einer Hüøse mit einer Skaøa un- tergebracht. An dieser kann man die Kraft abøesen. Heute verwendet man vieøfach eøektronische Kraftmessgeräte (Abb. 7.5). Kräfte werden mit dem Buchstaben 1 bezeichnet. Auch die Kraft ist eine physikaøische Größe. Daher muss es mögøich sein, sie mit einem Zahøenwert und einer Einheit anzugeben. Die Einheit der Kraft ist ein Newton (1 N) 2 . Um eine Vorsteøøung von der Größe der Kraft 1 Newton zu bekommen, merken wir uns: Ein Körper, etwa eine Tafeø Schokoøade, mit der Masse 10 dag = 100 g wird von der Erde ungefähr mit der Gewichts- kraft von 1 N angezogen. 1 F nach force (engø.) … Kraft 2 SIR ISaac NEWTON … engø. Physiker (1643‒1727) V V W Wie groß können Kräfte werden? 7.1 Watschenmann im Wiener Prater 7.2 Zur Dehnung der Schraubenfeder kann der angehängte Körper durch unsere Muskeøkraft ersetzt werden. 7.3 Federkraftmesser: Die Dehnung der Feder entspricht der Größe der Kraft. Dehnung in cm Kraft in N 1 2 3 4 3 2 1 0 7.4 Abhängigkeit der Dehnung der Feder von der Größe der Kraft Nur zu Prüfzwecken – Eigentum F des Verlags öbv