Kräftegleichgewicht
Definition
Basiswissen
Ein Boot fährt mit konstanten Geschwindigkeit geradeaus. Damit befindet es sich in einem Kräftegleichgewicht: die Windkräfte sowie der Wasserwiderstand heben sich als Vektoren gedacht gegenseitig auf. Das wird hier kurz erklärt.
Definition
Ein Körper der sich im mechanischen Gleichgewicht befindet, erfährt keine Beschleunigung, ist also in Ruhe oder er bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit geradlinig. Diese Bedingung ist gleichbedeutung mit dem Satz, dass die Vektorsumme aller von außen angreifenden Kräfte Null ergibt.
Was ist ein mechanisches Gleichgewicht?
Für ein Kräftegleichgewicht wird nur gefordert, dass alle von außen angreifenden Kräfte als Vektoren gedacht die Summe Null ergeben. Wo am Körper die Vektoren angreifen und in welche Richtung sie dort zeigen ist nicht festgelegt. Es ist damit erlaubt, dass die Kraftlinien nicht durch einen gemeinsamen Punkt gehen. Dadurch entsteht ein resultierendes Drehmoment und der Körper erfährt dann eine Winkelbeschleunigung. Trotzdem ist er im Kräftegleichgewicht. Die Forderung, dass sowohl ein Gleichgewicht der Kräfte und der Drehmomente herrscht fasst man zusammen unter dem Begriff mechanisches Gleichgewicht ↗
Fußnoten
- [1] Zur Definition eines Kräftegleichgewichts über ein abgeschlossenes System im Sinne des ersten Hauptsatzes der Thermodynamik, der besagt, dass "in einem abgeschlossenen Systeme, also in einem solchen, welches mit der Außenwelt in keiner Wechselwirkung steht, die Summe der vorhandenen Energie konstant bleiben muß." Das steht in enger Beziehung zu einem Kräftegleichgewicht: "ist eine Masse aber im Gleichgewichte, so heißt das ja nichts anderes, als daß sie aller Einwirkung von und nach außen entzogen ist. Wir werden daher erwarten müssen, daß auch ihr Energieinhalt unverändert bleibt." In: Franz Serafin Exner: Vorlesungen über die physikalischen Grundlagen der Naturwissenschaften. Deuticke, Wien 1919, OBV. Dort die "24. Vorlesung. Prinzip der virtuellen Bewegungen. Kräfte", Seite 186. Siehe auch Kräftegleichgewicht ↗