Kraftrechner

Kraftrechner auf einen Blick#

Ein Kraftrechner ermittelt die Kraft aus Masse und Beschleunigung nach dem zweiten Newtonschen Gesetz, geschrieben F = ma. Kraft ist gleich Masse mal Beschleunigung, ein Objekt von 10 kg mit einer Beschleunigung von 2 m/s² braucht also eine Kraft von 20 N. Dieselbe Formel stellt sich um, um die Masse (m = F/a) oder die Beschleunigung (a = F/m) zu finden.

Die SI-Einheit der Kraft ist das Newton (N), festgelegt als kg·m/s², halten Sie die Masse also in Kilogramm und die Beschleunigung in Metern pro Sekunde zum Quadrat, um ein Ergebnis in Newton zu bekommen. Für die Kraft von Hand multiplizieren Sie die Masse mit der Beschleunigung. Für einen fehlenden Wert teilen Sie stattdessen: Die Beschleunigung ist Kraft geteilt durch Masse, und die Masse ist Kraft geteilt durch Beschleunigung. So ergeben 500 N auf ein Objekt von 25 kg genau 20 m/s².

Geben Sie zwei der drei Größen Kraft, Masse und Beschleunigung oben in den Rechner ein, und er liefert die dritte. Die Nettokraft ist die Summe aller Kräfte auf das Objekt, rechnen Sie also Reibung und andere Kräfte mit ein, wenn ein echtes Ergebnis vom reinen F-=-ma-Wert abweicht.

So nutzen Sie den Kraftrechner#

Um den dritten Wert zu erhalten, geben Sie zwei der drei Größen (Kraft, Masse und Beschleunigung) ein. Der Rechner nutzt das zweite Newtonsche Gesetz: F = ma. Achten Sie darauf, die Masse in Kilogramm und die Beschleunigung in Metern pro Sekunde zum Quadrat einzutragen, damit die Kraft in Newton (N) herauskommt. Sie können die Formel auch umstellen: a = F / m für die Beschleunigung und m = F / a für die Masse.

Beispiel: die Beschleunigung finden#

Stellen Sie sich vor, auf ein Objekt wirkt eine Kraft von 500 N, und es wiegt 25 kg. Dann ist die Beschleunigung Kraft durch Masse: 500 geteilt durch 25, das ergibt 20 m/s². Das bedeutet, dass das Objekt pro Sekunde um 20 Meter pro Sekunde schneller wird.

Beispiel: die Masse finden#

Wenn ein Objekt mit 2 m/s² beschleunigt und eine Kraft von 800 N darauf wirkt, dann berechnen Sie die Masse, indem Sie die Kraft durch die Beschleunigung teilen: 800 durch 2 ergibt 400 kg.

Nettokraft und Reibung#

Bei F = ma handelt es sich um die Nettokraft, also die Summe aller Kräfte auf das Objekt. Reibung ist eine Gegenkraft zur Bewegung und berechnet sich mit f = μ × N, wobei μ der Reibungskoeffizient ist und N die Normalkraft darstellt. Rechnen Sie die Reibung (und andere entgegenwirkende Kräfte) von der aufgebrachten Kraft ab, bevor Sie F = ma verwenden, sonst fällt die berechnete Beschleunigung zu hoch aus.

Häufige Fragen#

Wie lautet die Kraftformel?#

F = ma ist die bekannte Formel aus dem zweiten Newtonschen Gesetz. Kraft entspricht der Masse multipliziert mit der Beschleunigung. Ein Beispiel: Ein Auto mit 1.500 kg, das um 3 m/s² beschleunigt, benötigt eine Kraft von 1500 × 3, also 4500 N.

Wie finde ich Beschleunigung oder Masse aus der Kraft?#

Stellen Sie die Formel F = ma um: für die Beschleunigung nehmen Sie a = F / m und für die Masse m = F / a. Wenn eine Kraft von 500 N auf 25 kg wirkt, beträgt die Beschleunigung 500 geteilt durch 25, also 20 m/s².

Was ist die Einheit der Kraft?#

Die SI-Einheit für Kraft ist das Newton (N), definiert als kg·m/s². Ein Newton ist die Kraft, die benötigt wird, um eine Masse von 1 kg mit 1 m/s² zu beschleunigen.

Was ist der Unterschied zwischen Kontaktkraft und Fernkraft?#

Kontaktkraft erfordert physische Berührung der Objekte, wie Reibung oder Zugspannung. Eine Fernkraft hingegen wirkt über eine Distanz, wie etwa die Schwerkraft oder magnetische Kräfte.

Wie wirkt sich Reibung auf eine Kraftberechnung aus?#

Reibung bremst die Bewegung und reduziert dadurch die Nettokraft. Sie wird mit f = μ × N berechnet. Bevor Sie F = ma verwenden, ziehen Sie sie von der aufgebrachten Kraft ab, um die tatsächliche Beschleunigung zu ermitteln.