Im Kräfteplan werden alle Kräfte als Pfeile am Körper eingezeichnet; Kräfte lassen sich vektoriell addieren oder in Komponenten zerlegen.
Bedeutung (Warum?)
Kräfte sind Vektoren. Nur die Komponenten längs der Bewegungsrichtung beschleunigen; die Komponenten quer dazu werden von Unterlage oder Seil aufgenommen.
Nutzen (Wozu?)
Pflicht in jeder Prüfungsaufgabe zur geneigten Ebene, zum Pendel oder zur Kurvenfahrt: zuerst qualitativer Kräfteplan, dann Zerlegung mit Sinus und Kosinus. Thema in Physik der FOS/BOS (Technik), Jahrgangsstufe 11.
Funktionsweise (Wie?)
Gewichtskraft zerlegen in Hangabtriebskraft (parallel zur Ebene) und Normalkraft (senkrecht dazu); Reibung entgegen der Bewegung; Unterlagenkraft als Gegenkraft zur Normalkraft. Kontrolle mit Pythagoras: \(F_H^{2}+F_N^{2}=F_G^{2}\).
Praxisbeispiel (Wo?)
Kiste (\(m=20\,\text{kg}\)) auf 30°-Rampe: \(F_G\approx196\,\text{N}\), \(F_H=196\cdot\sin30^{\circ}\,\text{N}=98\,\text{N}\), \(F_N=196\cdot\cos30^{\circ}\,\text{N}\approx170\,\text{N}\).
Merksatz
Alle Kräfte am Schwerpunkt ansetzen. Parallel: sin, senkrecht: cos. Bei α = 0° muss F_H = 0 sein – das leistet nur der Sinus.
Ausführliche Erklärseiten mit Prüfungsbeispielen findest du unter FOS/BOS Physik. Im Aufgabengenerator (Schulart FOS/BOS → Fach Physik → Klasse 11) lassen sich zu diesem Thema beliebig viele Übungsaufgaben mit vollständigem Lösungsweg erzeugen.