Hubkraft
Physikalisch
Definition
Jemand hebt Kisten mit einem Gesamtgewicht von 12 kg nach oben. Dazu braucht die Person eine Kraft von etwa 120 Newton: die Kraft, die man zum Heben braucht nennt man Hubkraft. Dabei tritt ein verblüffender Effekt auf: solange man gleich schnell hebt, ist die Kraft immer dieselbe, die man auch zum stillen halten benötigen würde. Das ist hier aus Sicht der Physik kurz vorgestellt.
Kurzanleitung zur Berechnung
Für Kräfte nahe an der Erdoberfläche kann man einfach die Masse in Kilogramm mal 10 rechnen und erhält dann die ungefähre Hubkraft in Newton: wenn man auf der Erdoberfläche eine Masse von 20 kg hochhalten oder hochheben will, dann benötigt man dazu eine Kraft von 200 Newton.
Hubkraft ohne Bewegung
Hält man nahe an der Erdoberfläche, also nicht etwa tief im Erdinneren oder hoch im Weltraum, einen Körper fest ohne ihn dabei bewegen, dann rechnet man einfach die Masse m dieses Körpers mal dem sogenannten Ortsfaktor g, das sind die 9,81 Newton pro Kilogramm. Das Endergebnis ist dann die Kraft, die man zum halten braucht. Hält man einen Sack Kartoffeln mit einer Masse von 5 kg hoch, dann benötigt man dafür eine Kraft von etwa 50 Newton. Siehe auch Ortsfaktor ↗
Hubkraft mit Bewegung
Nun kommt eine zunächst verblüffende Tatsache: ganz gleich, ob man einen Sack Kartoffeln von 5 kg Masse ruhig in der Hand hält oder ihn mit gleicher Geschwindigkeit nach oben zieht: in beiden Fällen braucht man exakt dieselbe Kraft, hier etwa 50 Newton. Der Grund dafür ist die Trägheit: hat der Sack Kartoffeln einmal eine Geschwindigkeit nach oben, dann schiebt gedanklich dieser Bewegungsschwung mit nach oben. Die Kraft, die man aufwenden muss ist lediglich die Kraft, die man braucht, um die Erdanziehungskraft zu kompensieren. Und das ist genau dieselbe Kraft, die man auch zum stillen festhalten benötigt. Das physikalische Prinzip dahinter ist die sogenannte Trägheit ↗
