Einen Block, ein hängendes Gewicht oder eine Masse auf einer schiefen Ebene platzieren, beschriftete Kraftpfeile hinzufügen und in Sekunden ein sauberes Diagramm exportieren – ohne Zeichenprogramm, ohne Anmeldung.
| Bez. | Winkel (°) | Größe | Farbe | Kraft entfernen |
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Jedes Diagramm unten stammt aus demselben Tool, nur mit anderen Kräften und Objektplatzierungen – die vier Situationen, die in einem Einführungskurs Physik immer wiederkehren.
Die Gewichtskraft teilt sich in eine Komponente entlang der Ebene und eine, die den Block gegen die Fläche drückt, ausgeglichen durch die Normalkraft – der Neigungswinkel kippt Rampe und Achsen in diesem Tool gemeinsam.
Ein an einem senkrechten Seil hängendes Gewicht hat nur zwei Kräfte zu verfolgen – Gewichtskraft nach unten und Seilspannung nach oben –, was es zum klarsten Kräftediagramm für den Einstieg ins Gleichgewicht macht, bevor ein zweites Seil hinzukommt.
Eine schräg wirkende Zugkraft, Reibung, die der Bewegung entgegenwirkt, und Gewichtskraft im Gleichgewicht mit der Normalkraft des Bodens – vier Kräfte gleichzeitig, so angeordnet, wie es eine typische Hausaufgabe verlangt.
Die Normalkraft des Kabinenbodens entspricht nicht mehr der Gewichtskraft, sobald der Aufzug beschleunigt – genau das scheinbare-Gewicht-Problem, das dieses Diagramm zeigen soll. Die Resultierende einblenden, um das Ungleichgewicht direkt zu sehen.
Ein Freikörperbild, oft als Kräftediagramm bezeichnet, ist die Skizze eines einzelnen Objekts, bei der jede äußere Kraft als Pfeil vom Objektmittelpunkt aus gezeichnet wird – sonst nichts. Das Objekt selbst wird auf einen Punkt, einen Block oder einen Kreis reduziert; Seile, Flächen und der Rest des Systems verschwinden, sobald ihre Wirkung durch einen Kraftpfeil ersetzt ist.
Genau diese Isolierung ist der Sinn der Übung. Zwei verbundene Objekte in einer Skizze zu vermischen oder eine vom Objekt ausgeübte statt eine auf es wirkende Kraft einzuzeichnen, ergibt ein ähnlich aussehendes Diagramm, das sich mit Newtons zweitem Gesetz nicht lösen lässt. Erst wenn Gewichtskraft, Normalkraft, Seilspannung, Reibung und Zugkraft getrennt eingezeichnet sind – jede in ihre tatsächliche Richtung – verdient es diesen Namen.
Es zu lesen heißt zu prüfen, ob sich die Pfeile ausgleichen. Ruht das Objekt oder bewegt es sich mit konstanter Geschwindigkeit, sollten entgegengesetzte Pfeile gleich lang sein und sich entlang jeder Achse aufheben; beschleunigt es, heben sie sich nicht auf, und der Rest – die Resultierende – zeigt in dieselbe Richtung wie die Beschleunigung.
Dieses Tool verwandelt eine kurze Kräfteliste in eine beschriftete Vektorskizze, die direkt in einen Laborbericht oder ein Übungsblatt passt.
Block oder Kreis als Objekt wählen, benennen und einen Neigungswinkel setzen, falls es auf einer schiefen Ebene statt auf flachem Boden liegt – den Winkel bei null belassen für eine waagrechte Fläche oder ein hängendes Gewicht.
Pro Kraft eine Zeile hinzufügen: eine kurze Beschriftung wie Fg oder N, eine Richtung in Grad und eine relative Größe. Die Gewichtskraft zeigt immer senkrecht nach unten; alles Übrige hängt vom dargestellten Szenario ab.
Koordinatenachsen einschalten, um zu zeigen, wie sich Kräfte entlang und quer zu einer schiefen Ebene zerlegen, oder die Resultierende einblenden, um zu prüfen, ob das Diagramm Gleichgewicht oder Beschleunigung zeigt.
Die Skizze aktualisiert sich bei jeder Änderung. Sobald Pfeile und Beschriftungen stimmen, als SVG für die Weiterbearbeitung oder als PNG für einen Bericht herunterladen – beide in der Auflösung der Vorschau.
So viele Kräfte hinzufügen, wie die Aufgabe verlangt – Gewichtskraft, Normalkraft, Seilspannung, Reibung, Zugkraft oder anderes –, jede mit eigener Beschriftung, Richtung, Größe und Farbe, sodass das Diagramm auch mit fünf oder sechs Pfeilen lesbar bleibt.
Jede Kraft wird durch Eingabe eines Winkels in Grad festgelegt statt eine Pfeilspitze nach Augenmaß zu ziehen, sodass eine Kraft, die exakt 30 Grad zur Horizontalen zeigen soll, das auch tut – nützlich, wenn ein Diagramm einem in der Aufgabe genannten Winkel entsprechen muss.
Einen Neigungswinkel setzen, und Rampe, Objekt und optionale Koordinatenachsen kippen gemeinsam, sodass die Achsen mit der Richtung entlang und senkrecht zur Ebene übereinstimmen, statt diese Drehung von Hand herzuleiten.
Die Resultierende einschalten, und das Tool addiert die Komponenten aller Kräfte und zeichnet das Ergebnis als gestrichelten Vektor – der schnellste Weg zu prüfen, ob ein gezeichnetes Diagramm tatsächlich Gleichgewicht oder eine Nettobeschleunigung zeigt.
Beide sehen ähnlich aus – Pfeile auf einer Seite –, aber ein Freikörperbild folgt einer bestimmten Regel, die ein allgemeines Kraft- oder Vektordiagramm nicht kennt.
Ein Objekt, nur seine äußeren Kräfte
Ganzes System, jede sehenswerte Kraft
Häufige Fragen zum Zeichnen und Lesen von Kräftediagrammen, beantwortet wie in einem Einführungskurs Physik.
Kräfte eintippen, die schiefe Ebene neigen, falls die Aufgabe eine verlangt, und das Diagramm ist zum Export bereit, sobald die Pfeile stimmen – keine Software zu installieren, keine Anmeldung.