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Grundlagen - Kraftvektor

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Im vorhergehenden Statik-Skript wurde bereits der Begriff Kraft erklärt. In diesem Statik-Skript wird der Kraftvektor beschrieben.

Kräfte sind also vektorielle Größen und können damit über drei Angaben eindeutig beschrieben werden: Größe, Richtung und Angriffspunkt

Eigenschaften von Kraftvektoren

Kraftvektoren bzw. Kräfte dürfen entlang ihrer Wirkungslinie verschoben werden (siehe Bild unten).

Wirkungslinie Kraftvektor
Kraftvektor wird entlang seiner Wirkungslinie verschoben

Kraftvektoren bzw. Kräfte dürfen addiert und subtrahiert werden (siehe Bild unten).

Kraftvektor addieren subtrahieren
Addieren (oben) und Subtrahieren (unten) von zwei Kraftvektoren

Kraftvektoren bzw. Kräfte dürfen in mehrere Komponenten zerlegt werden, die beliebige Richtungen besitzen können. Im Bild unten ist zur Veranschaulichung das in der Statik häufig angewendete Kräfte-Parallelogramm dargestellt.

Kräfte-Parallelogramm
Kräfte-Parallelogramm
 
 Kräfte-Parallelogramm
Kräfte-Parallelogramm

Kraftvektoren bzw. Kräfte dürfen durch vektorielle Addition zusammengesetzt werden. Man betrachte hierfür den Kräfteplan unten.

vektorielle Addition
Kraftvektoren werden entlang ihrer Wirkungslinie verschoben und per vektorieller Addition zusammengesetzt: F1 + F2 = F

Lageplan und Kräfteplan

Kraftvektoren können grafisch in einem Lageplan und einem Kräfteplan dargestellt werden.
Der Unterschied zwischen Lageplan und Kräfteplan in der Statik* ist, dass im Lageplan alle geometrischen Größen (Winkel, Längen) maßstäblich dargestellt werden müssen, während dies im Kräfteplan für die Kräfte gilt. Des Weiteren können Kräfte im Kräfteplan in beliebiger Reihenfolge aneinander gefügt werden.

Lageplan und Kräfteplan
Lageplan: links; Kräfteplan: rechts

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