Kraft berechnen
Eine Kraft berechnen Sie hier auf fünf Wegen: aus Masse und Beschleunigung (F = m · a), als Gewichtskraft, aus Druck und Fläche, als Federkraft oder mit dem Hebelgesetz. Ein Auto von 1200 kg, das mit 2,5 m/s² beschleunigt, braucht 3000 N – dazu gibt es Umrechnung in kN, kp und lbf.
Beispiel: Berechnungsart: Aus Masse und Beschleunigung (F = m · a) · Masse m 1.200 kg · Beschleunigung a 2,5 m/s² → Kraft: Kraft F = 3.000 N. Quelle: Wikipedia – Newtonsche Gesetze (F = m · a). Stand: .
So wird gerechnet
Eine Kraft ist das Produkt aus Masse und Beschleunigung: F = m · a, gemessen in Newton (N). 1 N beschleunigt eine Masse von 1 kg mit 1 m/s². Je nach Aufgabe ändert sich nur, woher die Beschleunigung oder die Kraft kommt.
Die fünf Fälle im Rechner
- F = m · a: Kraft, die nötig ist, um eine Masse zu beschleunigen – beim Anfahren, Bremsen oder Heben.
- Gewichtskraft F = m · g: Mit g = 9,80665 m/s² (Normfallbeschleunigung) wiegen 80 kg etwa 785 N. Auf dem Mond mit 1,62 m/s² wären es nur etwa 130 N.
- F = p · A: Die Kraft eines Zylinders oder Kolbens. 6 bar auf 50 cm² ergeben 3000 N – bei Hydraulik und Pneumatik der Standardfall. Der Rechner wandelt bar und cm² selbst in Pascal und m² um.
- Federkraft F = D · s: Das Hookesche Gesetz gilt im elastischen Bereich: doppelter Federweg, doppelte Kraft.
- Hebelgesetz: Kraft mal Kraftarm gleich Last mal Lastarm. Ein langer Hebelarm verringert die nötige Kraft im gleichen Verhältnis.
Einheiten
Die SI-Einheit ist das Newton. 1 kN = 1000 N; das Kilopond (kp) ist veraltet, 1 kp = 9,80665 N, und im angloamerikanischen Raum ist das Pound-force üblich, 1 lbf ≈ 4,448 N. Zu Arbeit, Energie und Leistung führt der Rechner für kinetische Energie, zum Fallen der Freier-Fall-Rechner.
Häufige Fragen
Wie berechnet man eine Kraft?
Mit F = m · a: Masse in kg mal Beschleunigung in m/s² ergibt die Kraft in Newton. Für 1200 kg und 2,5 m/s² sind das 3000 N.
Wie berechnet man die Kraft aus Druck und Fläche?
F = p · A. Der Druck in Pascal mal die Fläche in m² ergibt Newton. Bei 6 bar (600.000 Pa) und 50 cm² (0,005 m²) sind es 3000 N.
Wie rechne ich Newton in Kilogramm um?
Newton geteilt durch 9,80665 ergibt die Masse in kg, die auf der Erde diese Gewichtskraft hat. 98 N entsprechen etwa 10 kg. Genau genommen sind Newton und Kilogramm aber verschiedene Größen.
Was besagt das Hebelgesetz?
Im Gleichgewicht gilt Kraft mal Kraftarm = Last mal Lastarm. Wer den Kraftarm vervierfacht, braucht nur noch ein Viertel der Kraft.
Was ist die Federkonstante?
Sie gibt an, wie viel Kraft eine Feder je Millimeter Weg erzeugt. Bei D = 2,5 N/mm und 12 mm Federweg sind es 30 N.
Quellen und Rechtsgrundlagen
- Wikipedia – Newtonsche Gesetze (F = m · a)
- Wikipedia – Hookesches Gesetz
- Wikipedia – Hebelgesetz
- BIPM – SI-Brochure: Normfallbeschleunigung 9,80665 m/s² und Kilopond/Pound-force
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