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2026-07-27T19:27:03Z

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= Kräftegleichgewicht - Physik =

'''Kräftegleichgewicht''' bedeutet: Alle Kräfte, die auf einen Körper wirken, gleichen sich als [[Vektor|Vektoren]] aus. Dann ist die [[Resultierende Kraft|resultierende Kraft]] null. Der Körper wird nicht beschleunigt. Er bleibt in Ruhe oder bewegt sich geradlinig mit gleichbleibender Geschwindigkeit.

[[Datei:Tir a la corde equilibre.svg|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=O0Bop10o1kY |500|center}}

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= Einleitung =

Im Alltag wirken oft mehrere Kräfte gleichzeitig: Ein Buch liegt auf einem Tisch, eine Lampe hängt an Seilen oder zwei Teams ziehen an einem Tau. Obwohl Kräfte wirken, kann der Körper in Ruhe bleiben. Dann heben sich die Wirkungen der Kräfte gegenseitig auf.

In diesem aiMOOC lernst Du, Kraftpfeile zu lesen, Kräfte zu addieren und ein Kräftegleichgewicht zu erkennen. Du arbeitest mit einfachen Rechnungen, Zeichnungen, Experimenten und Anwendungen aus Alltag und Technik.

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== Lernziele ==

Nach der Bearbeitung kannst Du:

# [[Kraft]] als gerichtete Größe mit Betrag, Richtung und Angriffspunkt beschreiben.
# die resultierende Kraft mehrerer Kräfte bestimmen.
# die Gleichgewichtsbedingung <math>\sum \vec F = \vec 0</math> anwenden.
# einen Körper freischneiden und ein [[Freikörperbild]] zeichnen.
# Kräftegleichgewichte in einer und zwei Richtungen untersuchen.
# Kräftegleichgewicht und [[Momentengleichgewicht]] unterscheiden.

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= Lerntext =

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== Kraft als Vektor ==

Eine [[Kraft]] kann den Bewegungszustand oder die Form eines Körpers verändern. Ihre Einheit ist das [[Newton (Einheit)|Newton]] mit dem Einheitenzeichen '''N'''.

Eine Kraft wird durch einen Pfeil dargestellt:

# Die Pfeillänge zeigt den '''Betrag''' der Kraft.
# Die Pfeilrichtung zeigt die '''Richtung''' der Kraft.
# Der Pfeil beginnt am '''Angriffspunkt'''.
# Die Gerade durch den Pfeil heißt '''Wirkungslinie'''.

Kräfte sind Vektoren. Deshalb reicht es nicht, nur ihre Zahlenwerte zu addieren. Auch ihre Richtungen müssen berücksichtigt werden.

[[Datei:Vector parallelogram.PNG|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=JdihgTx_kW8 |500|center}}

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== Resultierende Kraft ==

Mehrere Kräfte können zu einer einzigen Ersatzkraft zusammengefasst werden. Diese heißt [[Resultierende Kraft|resultierende Kraft]] oder kurz '''Resultierende'''.

<math>\vec F_\mathrm{R}=\sum_i \vec F_i</math>

Die Resultierende hat dieselbe Wirkung auf die Bewegung des Körpers wie alle Einzelkräfte zusammen.

Wirken zwei Kräfte in dieselbe Richtung, werden ihre Beträge addiert:

<math>F_\mathrm{R}=F_1+F_2</math>

Wirken zwei Kräfte auf derselben Linie in entgegengesetzte Richtungen, werden ihre Beträge voneinander abgezogen. Die Resultierende zeigt in Richtung der größeren Kraft:

<math>F_\mathrm{R}=F_\text{größer}-F_\text{kleiner}</math>

'''Beispiel:''' Eine Person zieht einen Schlitten mit 15 N nach rechts. Die Reibung wirkt mit 9 N nach links. Die Resultierende beträgt 6 N nach rechts. Der Schlitten wird nach rechts beschleunigt.

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== Bedingung für Kräftegleichgewicht ==

Kräftegleichgewicht liegt vor, wenn die Vektorsumme aller äußeren Kräfte null ist:

<math>\boxed{\sum_i \vec F_i=\vec 0}</math>

Nach dem zweiten [[Newtonsche Gesetze|Newtonschen Gesetz]] gilt:

<math>\sum_i \vec F_i=m\vec a</math>

Ist die resultierende Kraft null, dann ist auch die Beschleunigung null:

<math>\vec a=\vec 0</math>

Das bedeutet nicht zwingend, dass der Körper ruht. Er kann sich auch geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit bewegen. Im Schulunterricht wird bei einem ruhenden Körper häufig vom '''statischen Kräftegleichgewicht''' gesprochen.

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== Zwei Kräfte im Gleichgewicht ==

Zwei Kräfte gleichen sich aus, wenn sie:

# gleich groß sind,
# auf derselben Wirkungslinie liegen,
# in entgegengesetzte Richtungen zeigen.

'''Beispiel Tauziehen:''' Ziehen beide Teams gleich stark in entgegengesetzte Richtungen, bleibt das Tau in Ruhe. Auf das Tau wirken trotzdem Kräfte.

'''Beispiel Buch auf dem Tisch:''' Auf das Buch wirkt nach unten die [[Gewichtskraft]]. Der Tisch übt nach oben eine gleich große [[Normalkraft]] aus. Beide Kräfte wirken auf dasselbe Buch und bilden ein Kräftegleichgewicht.

[[Datei:WeightNormal.svg|450px|rahmenlos|center]]

Für ein ruhendes Buch gilt:

<math>F_\mathrm{N}=F_\mathrm{G}</math>

Mit <math>F_\mathrm{G}=m\cdot g</math> kann die Gewichtskraft berechnet werden. Nahe der Erdoberfläche ist <math>g\approx 9{,}81\,\mathrm{\frac{N}{kg}}</math>.

'''Beispielrechnung:''' Ein Buch hat die Masse 2 kg.

<math>F_\mathrm{G}=2\,\mathrm{kg}\cdot 9{,}81\,\mathrm{\frac{N}{kg}}=19{,}62\,\mathrm{N}</math>

Im Gleichgewicht beträgt die Normalkraft ebenfalls ungefähr 19,6 N.

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== Drei Kräfte im Gleichgewicht ==

Wirken drei Kräfte auf einen kleinen Körper oder auf einen gemeinsamen Angriffspunkt, müssen ihre Vektoren zusammen ein geschlossenes [[Kräftepolygon]] bilden. Zeichnest Du die Kraftpfeile nacheinander, endet der letzte Pfeil am Anfang des ersten.

Ein typisches Beispiel ist eine Lampe, die an zwei Seilen hängt. Die Gewichtskraft zeigt nach unten. Die beiden Seilkräfte wirken schräg nach oben. Ihre horizontalen Anteile heben sich auf; ihre vertikalen Anteile tragen gemeinsam die Lampe.

[[Datei:Equilibre forces concourantes palonnier.svg|500px|rahmenlos|center]]

Bei zwei gleich gespannten Seilen und symmetrischer Anordnung gilt für den Winkel <math>\alpha</math> zur Waagerechten:

<math>2F_\mathrm{S}\sin(\alpha)=F_\mathrm{G}</math>

Je flacher die Seile verlaufen, desto größer müssen die Seilkräfte sein. Deshalb können nahezu waagerechte Tragseile sehr stark belastet werden.

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== Kräfteparallelogramm ==

Greifen zwei Kräfte in verschiedene Richtungen am selben Punkt an, kannst Du ihre Resultierende mit dem [[Kräfteparallelogramm]] bestimmen:

# Zeichne beide Kraftpfeile maßstabsgerecht vom selben Angriffspunkt aus.
# Zeichne durch jede Pfeilspitze eine Parallele zum jeweils anderen Kraftpfeil.
# Die Diagonale vom Angriffspunkt zum gegenüberliegenden Eckpunkt ist die Resultierende.

Für Kräftegleichgewicht muss eine zusätzliche Kraft genau entgegengesetzt zur Resultierenden wirken und denselben Betrag haben. Diese Kraft heißt manchmal '''Gleichgewichtskraft'''.

[[Datei:Parallelogram of forces.png|500px|rahmenlos|center]]

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=OZf_hghmAE4 |500|center}}

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== Komponenten in x- und y-Richtung ==

In zwei Dimensionen zerlegst Du jede Kraft in eine horizontale und eine vertikale Komponente. Kräftegleichgewicht liegt vor, wenn beide Komponentensummen null sind:

<math>\sum F_x=0</math>

<math>\sum F_y=0</math>

Für eine Kraft <math>F</math>, die den Winkel <math>\alpha</math> mit der positiven x-Richtung bildet, gilt:

<math>F_x=F\cos(\alpha)</math>

<math>F_y=F\sin(\alpha)</math>

Achte auf die Vorzeichen: Nach rechts und oben werden häufig positiv gewählt, nach links und unten negativ. Eine andere Festlegung ist möglich, muss aber in der ganzen Rechnung beibehalten werden.

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== Freischneiden: Schritt für Schritt ==

Beim [[Freischneiden]] betrachtest Du nur den untersuchten Körper. Seine Umgebung wird gedanklich entfernt und durch die Kräfte ersetzt, die sie auf den Körper ausübt.

# Wähle den Körper oder Körperteil aus.
# Zeichne ihn vereinfacht als Punkt oder Umriss.
# Trage alle äußeren Kräfte als Pfeile ein.
# Lege ein Koordinatensystem fest.
# Zerlege schräge Kräfte in Komponenten.
# Stelle die Gleichgewichtsbedingungen auf.
# Berechne unbekannte Kräfte und prüfe Richtung sowie Einheit.

Typische äußere Kräfte sind [[Gewichtskraft]], [[Normalkraft]], [[Reibungskraft]], [[Federkraft]], [[Seilkraft]] und [[Auftriebskraft]].

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== Schiefe Ebene ==

Auf einer schiefen Ebene wird die Gewichtskraft in zwei Komponenten zerlegt:

# Die '''Hangabtriebskraft''' wirkt parallel zur Ebene.
# Die '''Normalkomponente''' wirkt senkrecht zur Ebene.

[[Datei:Decomposition of forces (hill).svg|500px|rahmenlos|center]]

Für den Neigungswinkel <math>\alpha</math> gilt:

<math>F_\parallel=F_\mathrm{G}\sin(\alpha)</math>

<math>F_\mathrm{N}=F_\mathrm{G}\cos(\alpha)</math>

Ruht der Körper, muss eine Haltekraft oder eine Haftreibungskraft die Hangabtriebskraft ausgleichen:

<math>F_\mathrm{H}=F_\parallel</math>

Ohne eine ausreichende Gegenkraft liegt kein Kräftegleichgewicht vor und der Körper beschleunigt hangabwärts.

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== Reibung und Gleichgewicht ==

[[Reibung]] wirkt einer drohenden oder vorhandenen Relativbewegung entgegen. Bei einem ruhenden Körper passt sich die [[Haftreibung]] innerhalb ihrer Grenze an die benötigte Gegenkraft an.

Wichtig: Haftreibung besitzt nicht immer ihren maximalen Wert. Sie ist nur so groß, wie es für das Gleichgewicht erforderlich ist, solange ihre maximale Stärke nicht überschritten wird.

[[Datei:Mesure force frottement dynamometre.svg|500px|rahmenlos|center]]

Ziehst Du einen Klotz mit 4 N nach rechts und bleibt er in Ruhe, wirkt die Haftreibung mit 4 N nach links. Erhöhst Du die Zugkraft über die maximale Haftreibung, beginnt der Klotz zu gleiten.

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== Gleichförmige Bewegung als Kräftegleichgewicht ==

Ein Körper kann sich bewegen und dennoch im Kräftegleichgewicht sein. Fährt ein Fahrrad auf gerader Strecke mit konstanter Geschwindigkeit, gleichen sich Antriebskräfte und Widerstandskräfte aus.

<math>F_\mathrm{Antrieb}=F_\mathrm{Luft}+F_\mathrm{Roll}</math>

Die resultierende Kraft ist null, daher ändert sich die Geschwindigkeit nicht. Erst wenn die Antriebskraft größer oder kleiner als die Summe der Widerstände wird, entsteht eine Beschleunigung oder Verzögerung.

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== Kräftegleichgewicht und Wechselwirkungsprinzip ==

Kräftegleichgewicht wird oft mit dem dritten Newtonschen Gesetz verwechselt.

Beim '''Kräftegleichgewicht''' wirken die betrachteten Kräfte auf denselben Körper.

Beim '''Wechselwirkungsprinzip''' üben zwei Körper aufeinander gleich große, entgegengesetzte Kräfte aus. Diese beiden Kräfte wirken auf verschiedene Körper und können deshalb nicht direkt zu einem Kräftegleichgewicht an einem einzelnen Körper addiert werden.

'''Beispiel:''' Das Buch drückt den Tisch nach unten. Der Tisch drückt das Buch nach oben. Dieses Wechselwirkungspaar wirkt auf zwei verschiedene Körper. Für das Kräftegleichgewicht des Buches vergleichst Du dagegen die Gewichtskraft der Erde auf das Buch mit der Normalkraft des Tisches auf das Buch.

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== Kräftegleichgewicht und Momentengleichgewicht ==

Bei einem ausgedehnten starren Körper reicht die Bedingung <math>\sum \vec F=\vec 0</math> allein nicht immer aus. Zwei entgegengesetzte Kräfte können an verschiedenen Wirkungslinien angreifen und den Körper drehen.

Für vollständiges [[Mechanisches Gleichgewicht|mechanisches Gleichgewicht]] gelten daher:

<math>\sum \vec F=\vec 0</math>

<math>\sum \vec M=\vec 0</math>

Dabei ist <math>\vec M</math> das [[Drehmoment]]. Im Mittelpunkt dieses aiMOOCs steht das Kräftegleichgewicht; das Momentengleichgewicht ist die notwendige Ergänzung bei drehbaren, ausgedehnten Körpern.

[[Datei:Beam in static equilibrium2.svg|450px|rahmenlos|center]]

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== Typische Anwendungen ==

Kräftegleichgewichte werden genutzt, um Lasten, Seilkräfte, Stützkräfte und Reibungskräfte zu bestimmen. Beispiele sind Brücken, Kräne, Regale, Leitern, Schaukeln, Aufzüge, Fahrzeuge bei konstanter Geschwindigkeit und schwebende Körper.

In Konstruktionen muss zusätzlich geprüft werden, ob Bauteile die berechneten Kräfte sicher aushalten. Das Kräftegleichgewicht liefert also wichtige Informationen, ersetzt aber keine vollständige Festigkeits- und Sicherheitsbetrachtung.

{{#ev:youtube| https://www.youtube.com/watch?v=m578UM25mQ4 |500|center}}

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== Häufige Denkfehler ==

# '''Gleichgewicht bedeutet nicht Kräftefreiheit.''' Es können mehrere Kräfte wirken, deren Summe null ist.
# '''Ruhe allein beweist nicht immer Gleichgewicht.''' Ein Körper kann nur im betrachteten Augenblick ruhen und kurz danach beschleunigen.
# '''Konstante Geschwindigkeit ist möglich.''' Auch ein bewegter Körper kann eine resultierende Kraft von null haben.
# '''Kraft und Gegenkraft wirken auf verschiedene Körper.''' Sie sind nicht automatisch ein Kräftegleichgewicht an einem Körper.
# '''Beträge allein reichen nicht.''' Kraftpfeile müssen mit ihren Richtungen addiert werden.
# '''Bei starren Körpern ist die Drehwirkung zu prüfen.''' Kräftegleichgewicht garantiert nicht immer Momentengleichgewicht.

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== Merksätze ==

# Die resultierende Kraft ist die Vektorsumme aller Kräfte.
# Kräftegleichgewicht gilt bei <math>\sum \vec F=\vec 0</math>.
# Ohne resultierende Kraft gibt es keine Beschleunigung.
# In der Ebene müssen <math>\sum F_x=0</math> und <math>\sum F_y=0</math> gelten.
# Ein Freikörperbild zeigt alle äußeren Kräfte auf den betrachteten Körper.
# Für vollständiges mechanisches Gleichgewicht eines starren Körpers muss zusätzlich die Summe der Drehmomente null sein.

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= Interaktive Aufgaben =

{{BR}}
== Quiz: Teste Dein Wissen ==

{{MC}}

'''Wann liegt Kräftegleichgewicht vor?'''
(Die Vektorsumme aller Kräfte ist null)
(!Alle Kräfte zeigen in dieselbe Richtung)
(!Auf den Körper wirkt nur eine Kraft)
(!Der Körper besitzt keine Masse)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Einheit besitzt eine Kraft?'''
(Newton)
(!Joule)
(!Watt)
(!Pascal)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was zeigt die Länge eines Kraftpfeils?'''
(Den Betrag der Kraft)
(!Die Masse des Körpers)
(!Die Dauer der Kraftwirkung)
(!Die Temperatur des Körpers)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Aussage gilt bei einer resultierenden Kraft von null?'''
(Die Beschleunigung ist null)
(!Die Geschwindigkeit ist immer null)
(!Der Körper muss fallen)
(!Die Masse verschwindet)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche Kräfte gleichen sich bei einem ruhenden Buch auf einem waagerechten Tisch aus?'''
(Gewichtskraft und Normalkraft)
(!Gewichtskraft und elektrische Kraft)
(!Normalkraft und Magnetkraft)
(!Reibungskraft und Auftriebskraft)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was muss in horizontaler Richtung für Gleichgewicht gelten?'''
(Die Summe aller x-Komponenten ist null)
(!Jede x-Komponente ist positiv)
(!Die größte Kraft zeigt nach rechts)
(!Es gibt keine vertikalen Kräfte)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wozu dient ein Freikörperbild?'''
(Zur Darstellung aller äußeren Kräfte auf einen betrachteten Körper)
(!Zur Messung der Zeit)
(!Zur Bestimmung der Stoffmenge)
(!Zur Darstellung innerer Farben)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Was ist bei gleichförmiger geradliniger Bewegung richtig?'''
(Die resultierende Kraft kann null sein)
(!Es wirkt immer eine Kraft in Bewegungsrichtung)
(!Die Beschleunigung wächst ständig)
(!Der Körper befindet sich niemals im Gleichgewicht)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Wie wirkt Haftreibung bei einem ruhenden Klotz?'''
(Sie gleicht eine tangentiale Belastung bis zu ihrem Maximalwert aus)
(!Sie zeigt immer senkrecht zur Oberfläche)
(!Sie ist immer gleich null)
(!Sie beschleunigt den Klotz stets)

{{E}}
<br>

{{MC}}

'''Welche zusätzliche Bedingung gehört zum vollständigen mechanischen Gleichgewicht eines starren Körpers?'''
(Die Summe der Drehmomente ist null)
(!Die Temperatur ist null)
(!Die Geschwindigkeit ist maximal)
(!Die Masse ist gleich der Kraft)

{{E}}
<br>

{{BR}}
== Memory ==

<div class="memo-quiz">
{|
|-
| Resultierende || Vektorsumme aller Kräfte
|-
| Kräftegleichgewicht || Gesamtkraft gleich null
|-
| Normalkraft || Kraft senkrecht zur Oberfläche
|-
| Gewichtskraft || Anziehung durch die Erde
|-
| Haftreibung || Verhindert beginnende Relativbewegung
|-
| Freikörperbild || Darstellung äußerer Kräfte
|-
| Kräfteparallelogramm || Grafische Vektoraddition
|-
| Drehmoment || Maß für die Drehwirkung
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== Drag and Drop ==

<div class="lueckentext-quiz">

{| class="wikitable"
! Ordne die richtigen Begriffe zu.
! Thema
|-
| '''Resultierende'''
| Vektorsumme aller wirkenden Kräfte
|-
| '''Normalkraft'''
| Kraft senkrecht zu einer Kontaktfläche
|-
| '''Seilkraft'''
| Zugkraft entlang eines gespannten Seils
|-
| '''Haftreibung'''
| Gegenkraft vor dem Gleiten
|-
| '''Momentengleichgewicht'''
| Ausgleich aller Drehwirkungen

|}
{{E}}

<br>
<br />

{{BR}}
== Kreuzworträtsel ==

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
| Resultierende || Wie heißt die Vektorsumme aller Kräfte?
|-
| Normalkraft || Welche Kraft wirkt senkrecht zu einer Oberfläche?
|-
| Reibung || Welche Kraft wirkt einer Relativbewegung entgegen?
|-
| Gewichtskraft || Welche Kraft verursacht die Erde auf eine Masse?
|-
| Traegheit || Welche Eigenschaft beschreibt das Beibehalten eines Bewegungszustands?
|-
| Vektor || Wie heißt eine Größe mit Betrag und Richtung?
|}
{{E}}
<br>

{{BR}}
== LearningApps ==

<iframe> https://learningapps.org/index.php?s=Kräftegleichgewicht+Physik </iframe>

{{BR}}
== Lückentext ==

<quiz display=simple>
{'''Vervollständige den Text.'''<br>
|type="{}"}
Eine Kraft wird durch einen { Kraftpfeil } dargestellt. Die Vektorsumme aller Kräfte heißt { Resultierende }. Beim Kräftegleichgewicht ist die resultierende Kraft { null }. Ein Körper ohne Beschleunigung kann ruhen oder sich { gleichförmig } bewegen. Die Kraft des Tisches auf ein Buch heißt { Normalkraft }. Die Gewichtskraft berechnet sich aus Masse mal { Fallbeschleunigung }. In der Ebene muss die Summe der horizontalen Komponenten { null } sein. Beim Freischneiden werden alle äußeren { Kräfte } eingezeichnet. Auf der schiefen Ebene wirkt parallel zur Fläche die { Hangabtriebskraft }. Für vollständiges mechanisches Gleichgewicht muss auch die Summe der { Drehmomente } null sein.
</quiz>

<br>

{{BR}}
= Offene Aufgaben =

{{BR}}
=== Leicht ===

# [[Kraftpfeil|Kraftpfeile im Alltag]]: Fotografiere oder zeichne drei ruhende Gegenstände und trage die vermuteten Kräfte als Pfeile ein.
# [[Tauziehen|Tauzieh-Analyse]]: Beschreibe, was mit dem Tau geschieht, wenn beide Teams gleich stark oder unterschiedlich stark ziehen.
# [[Freikörperbild|Buch auf dem Tisch]]: Zeichne ein Freikörperbild eines Buches auf einem Tisch und beschrifte beide Hauptkräfte.
# [[Kraftmesser|Kraftmesser erkunden]]: Untersuche einen Federkraftmesser und erkläre, wie die Skala mit der Dehnung der Feder zusammenhängt.

{{BR}}
=== Standard ===

# [[Kräfteparallelogramm|Grafische Addition]]: Zeichne zwei Kräfte von 4 N und 6 N unter einem selbst gewählten Winkel maßstabsgerecht und bestimme die Resultierende.
# [[Haftreibung|Reibungsversuch]]: Ziehe einen Klotz langsam mit einem Kraftmesser. Dokumentiere die Zugkraft kurz vor dem Gleiten und während des Gleitens.
# [[Schiefe Ebene|Neigungswinkel untersuchen]]: Baue eine verstellbare schiefe Ebene und beobachte, ab welchem Winkel ein Gegenstand rutscht.
# [[Gleichförmige Bewegung|Bewegung filmen]]: Filme einen Wagen bei möglichst konstanter Geschwindigkeit und erkläre, welche Kräfte sich dabei annähernd ausgleichen.

{{BR}}
=== Schwer ===

# [[Seilkraft|Hängende Last]]: Entwickle ein Modell mit einer Last an zwei Seilen. Verändere die Seilwinkel und untersuche die erforderlichen Seilkräfte.
# [[Statik|Stabile Brücke]]: Baue aus Papier eine kleine Brücke, markiere Last- und Stützkräfte und begründe Verbesserungen der Konstruktion.
# [[Messunsicherheit|Experiment auswerten]]: Führe mehrere Kraftmessungen durch, berechne Mittelwerte und diskutiere Messunsicherheiten.
# [[Erklärvideo|Eigenes Lernvideo]]: Produziere ein kurzes Erklärvideo zum Unterschied zwischen Kräftegleichgewicht, Wechselwirkungsprinzip und Momentengleichgewicht.

{{:Offene Aufgabe - MOOC erstellen}}

{{BR}}
= Lernkontrolle =

# [[Freikörperbild|Unbekannte Situation analysieren]]: Eine Kiste wird mit konstanter Geschwindigkeit über den Boden gezogen. Erstelle ein Freikörperbild und begründe, welche Kräfte sich jeweils ausgleichen.
# [[Kräftezerlegung|Schiefe Ebene übertragen]]: Erkläre, warum ein steilerer Hang eine größere Hangabtriebskraft erzeugt, obwohl die Gewichtskraft gleich bleibt.
# [[Kräftegleichgewicht|Fehler finden]]: Eine Schülerin sagt: „Wenn ein Körper ruht, wirken keine Kräfte.“ Widerlege die Aussage mit zwei unterschiedlichen Beispielen.
# [[Wechselwirkungsprinzip|Kräfte unterscheiden]]: Vergleiche das Kräftegleichgewicht eines Buches auf einem Tisch mit dem Wechselwirkungspaar zwischen Buch und Tisch.
# [[Momentengleichgewicht|Drehwirkung beurteilen]]: Zwei gleich große, entgegengesetzte Kräfte greifen an verschiedenen Stellen eines Lineals an. Untersuche, ob Kräftegleichgewicht und mechanisches Gleichgewicht vorliegen.
# [[Modellbildung|Alltagsmodell entwickeln]]: Wähle einen ruhenden Gegenstand in Deiner Umgebung, lege sinnvolle Systemgrenzen fest und erkläre, welche Vereinfachungen Dein Modell enthält.

<br>
<br>

{{BR}}
= Lernnachweis =

Für einen Lernnachweis zu diesem Thema solltest Du zeigen, dass Du:

# Kraftpfeile mit Betrag, Richtung und Angriffspunkt korrekt zeichnen kannst.
# die resultierende Kraft grafisch oder rechnerisch bestimmst.
# die Bedingung <math>\sum \vec F=\vec 0</math> sicher anwendest.
# ein vollständiges Freikörperbild erstellst.
# Gleichgewichtsbedingungen in x- und y-Richtung formulierst.
# Gewichtskraft, Normalkraft, Reibungskraft und Seilkraft unterscheiden kannst.
# Kräftegleichgewicht von Kraft-Gegenkraft-Paaren abgrenzt.
# erklärst, warum auch eine gleichförmige Bewegung ein Kräftegleichgewicht besitzen kann.
# bei starren Körpern die mögliche Drehwirkung von Kräften berücksichtigst.
# Messungen, Zeichnungen und Rechnungen nachvollziehbar dokumentierst.

<br>
<br>

{{BR}}
= OERs zum Thema =

<iframe> https://de.m.wikipedia.org/wiki/Mechanisches_Gleichgewicht </iframe>

<br>

{{BR}}
= Verknüpfte Lernbereiche =

{| align=center
{{:D-Tab}}
'''[[Kräftegleichgewicht - Physik]]'''
# [[Kraft]]
# [[Resultierende Kraft]]
# [[Kräfteparallelogramm]]
# [[Freikörperbild]]
# [[Newtonsche Gesetze]]
# [[Gewichtskraft]]
# [[Normalkraft]]
# [[Reibung]]
# [[Schiefe Ebene]]
# [[Drehmoment]]
# [[Mechanisches Gleichgewicht]]
|}

[[Kategorie:Physik]]
[[Kategorie:Mechanik]]
[[Kategorie:Statik]]
[[Kategorie:Kraft]]
[[Kategorie:Schule]]
[[Kategorie:Sekundarstufe I]]
[[Kategorie:Klasse 7-8]]
[[Kategorie:Klasse 9-10]]

{{BR}}
= aiMOOC-Projekte =
[[Kategorie:AI_MOOC]] [[Kategorie:GPT aiMOOC]]
{{MT}}

Kräftegleichgewicht - Physik - Versionsgeschichte

Glanz: aiMOOC über GPT aiMOOC Action erstellt