Diskussion:Normalkraft

Solange eine eigene Definition nicht steht, sollte es zumindest irgendwo hinweisen, wo etwas dazu erklärt wird. --He3nry 11:11, 17. Feb 2005 (CET)

Zudem wäre vielleicht eine wirkliche Definition nicht schlecht. Der Artikel in dieser Form hat mir zumindest nicht weitergeholfen.

Schlecht erklärtt. viel zu kruz. bitte korregieren. besonders problematisch wenn man versucht haft und gleitreibung zu verstehen. (nicht signierter Beitrag von 78.51.20.49 (Diskussion | Beiträge) 10:58, 9. Okt. 2009 (CEST))

Wie wäre es mit einer Formel??? Fn=Fg*cos(phi) (nicht signierter Beitrag von 62.202.113.179 (Diskussion | Beiträge) 13:28, 21. Mär. 2010 (CET))

Wie siehts denn mit dem Pfeil aus? Fn wirkt senkrecht zur Unterlage nach unten und drückt den Körper nicht von dieser Weg... (nicht signierter Beitrag von 217.162.94.52 (Diskussion | Beiträge) 01:15, 26. Apr. 2010 (CEST))

Skizze ist falsch!

Laut der Skizze treibt die Normalkraft die Kiste nach oben, was sie nun mal nicht tut. (nicht signierter Beitrag von 188.109.160.171 (Diskussion) 18:26, 16. Okt. 2013 (CEST))

Die Skizze ist völlig richtig, die Normalkraft wirkt in der Tat nach oben gerichtet (zum Glück, sonst würde alles an dem Erdboden plattgedrückt werden). Nach unten, und zwar antiparallel zur Normalkraft "wirkt" die Normalkomponente der Gewichtskraft, nachzulesen bei der schiefen Ebene. (nicht signierter Beitrag von Martinxy01 (Diskussion | Beiträge) 21:58, 8. Mär. 2014 (CET))

Alter ich brauch ne defi. zur normalkraf wo soll ich den noch kugen ihr ****** (nicht signierter Beitrag von 91.56.73.19 (Diskussion) 16:44, 15. Nov. 2014 (CET))

Sieh doch mal Schiefe Ebene -- Petflo2000 18:19, 15. Nov. 2014 (CET)

steht ja oben schon, hab ich übersehen... -- Petflo2000 18:20, 15. Nov. 2014 (CET)

Erklärung verwirrend - Skizze dennoch falsch

Es sollte eingangs schon gesagt werden, von was eigentlich die Rede ist. Jede auf eine Fläche einwirkende Kraft kann in die Komponenten Normalkraft und Tangentialkraft zerlegt werden. Zumindest aus Sicht des Laien stimmt das bei einem auf einer ebenen horizontalen Fläche ruhenden Körper nicht, da er nur eine senkrecht auf die Fläche wirkende Kraft ausübt, die sich mit einem Parallelogramm nicht zerlegen lässt. Da müsste als Erstes wohl ein Satz stehen, dass die Mechanik versucht, die Auswirkung von Kräften eines Körpers auf eine Fläche zu beschreiben, und zwar so, dass die Beschreibung auch dann richtig bleibt, wenn z.B. eine horizontale Fläche geneigt wird.

In der Skizze ist diese senkrechte Kraft der rote Pfeil $F_{\text{G}}$, der sich in die mit den roten Pfeilen $F_{\text{GN}}$ und $F_{\text{GH}}$ dargestellten Kräfte zerlegen lässt. Aus dem Eingangssatz würde nun folgen, dass $F_{\text{GN}}$ die Normalkraft und $F_{\text{GH}}$ die Tangentialkraft sein muss.

Weiter unten ist dann plötzlich von der Berechnung der Normalkraft $F_{\text{N}}$ und der Tangentialkraft $F_{\text{T}}$ die Rede, ohne dass erklärt wird, woher die jetzt plötzlich kommen. In der Skizze steht dann anstelle von $F_{\text{T}}$ ein grüner Pfeil $F_{\text{R}}$, was weiter zur Verwirrung beiträgt. Was ist denn jetzt die Normalkraft? Der rote oder der grüne Pfeil? Die grünen Pfeile lassen sich jedoch nicht aus der auf die Fläche einwirkenden Kraft $F_{\text{G}}$ ableiten, da sie die umgekehrte Richtung haben. Da müsste dann im Text schon sauber zwischen Gewichtskraft und Normalkraft unterschieden und außerdem erklärt werden, warum und wozu da eine gegensätzliche Kraft benötigt wird.

In der Legende zur Skizze "steht" $F_{\text{N}}$ auf der Fläche, obwohl die Kraft doch nach oben wirkt.

Ein Fachwerk ist ein Stabwerk, dessen Stäbe ausschließlich auf Normalkräfte beansprucht werden. Hier ist aber nur von Kräften auf einer Fläche die Rede. Was also ist die Normalkraft bei Stäben?

Das müsste mal von einem Fachmann (der ich nicht bin) technisch richtig und in für Laien verständlicher Weise beschrieben werden. Grüße --AHert (Diskussion) 10:52, 21. Mär. 2017 (CET)

Du hast ja recht. Ist teilweise verwirrend. Ich habe wenigstens mal versucht die Bezeichnungen im Text mit denen der Skizze in Übereinstimmung zu bringen. Die grün eingezeichnetetn Kräfte haben nach meiner Meinung hier nichts zu suchen. Bezieht sich wohl auf das Verhältnis Normalkraft/Reibung. -- Petflo2000 18:10, 21. Mär. 2017 (CET)

Tatsächlich verwirrend, inkonsequent, tiels sogar unlogisch.

Es gibt offenbar zwei Lehrmeinungen hierzu. Vor allem in deutschen Werken und Schulen ist die Normalkraft eine Komponente der Gravitationskraft (die rote FGN).

In andern Ländern, z.B. der englischen Literatur oder auch in der Schweiz, ist die Normalkraft FN eine Reaktionskraft nach Newton auf die normal wirkende Komponente der Gravitationskraft (in der bisherigen Skizze eben die grüne FN).

So lässt sich aus der senkrechten FG und der schiefen FN eine saubere Vektoraddition machen und damit die entscheidende Analyse, ob eine resultierende Kraft existiert, welche den Körper entlang der Ebene beschleunigt, oder ob diese null ist und somit der Körper in Ruhe oder in gleichförmiger gradliniger Bewegung ist.

Mit der andern Methode (Zerlegung von FG in Normal- und Tangentialkomponente) kann man nicht sauber mit den Newtonschen Axiomen argumentieren, und Schüler und Studenten machen dauernd ein Wirrwarr.

Ich bin gerne bereit, den Artikel dahingehend zu modifizieren/ergänzen, aber dann machen irgendwelche festgefahrenen Besserwisser ja immer alles wieder rückgängig, weil sie sich gar nicht an der Diskussion hier beteiligen.

--Sun-kid (Diskussion) 23:08, 17. Jul. 2018 (CEST).

Die willkürliche Definition von Normalkraft als entweder Kraft der Unterlage auf den Körper oder Kraft des Körpers auf die Unterlage ist mühsam. Hier sind einige Referenzen.

F_N als Kräftepaar, in der Abb. dann Kraft der Unterlage auf den Körper:

Feynman, Lectures on Physics 1 Mechanics [1] "... friction can be described approximately by a simple law. This law is that the force needed to overcome friction and to drag one object over another depends upon the normal force (i.e., perpendicular to the surface) between the two surfaces that are in contact." In der Abb. "Fig. 12–1.The relation between frictional force and the normal force for sliding contact." zeigt der F_N Pfeil nach oben.

F_N als Kraft der Unterlage auf den Körper:

Tipler Physik [2]

"Die Kontaktkraft, die die Straße auf den Container ausübt, ist entweder als eine einzelne Kraft F oder als Superposition aus Normalkraft F n und Reibungskraft F R dargestellt". Abb 3.3 S. 86 mit Pfeil nach oben, Angriffspunkt an der Unterlage.

"Die Wand hält die Leiter, indem sie auf diese eine senkrecht zur Wand gerichtete Normalkraft ausübt" Abb. 3.4 S. 87 mit Pfeil von der Wand weg, Angriffspunkt in der Wand, wie in der momentanen Abbildung.

Im Text steht zwar auch "Normalkräfte Neben den Reibungskräften, die parallel zur Kontaktfläche wirken, gibt es auch Kräfte, die senkrecht auf ihr stehen. Solche Kräfte nennt man Normalkräfte. Im Beispiel des Containers aus Abb. 3.3 wirkt neben der Reibungskraft hangaufwärts eine Normalkraft, die den Container auf die Straße drückt." Die Abb 23.3 S. 86 drunter inklusive Legende zeigt aber die F_N, die die Strasse auf den Container ausübt. Wenigstens ist die Kräftepaar-Natur angedeutet.

Online-Brückenkurs Physik [3]

(Abbildung 4.1.123: Holzklotz auf einer schiefen Ebene) Die Gewichtskraft →FG zeigt weiterhin nach unten. Wir fragen uns aber, welche Kraft →FN die Ebene nun aufbringen muss ... Die Gewichtskraft zeigt zum Erdmittelpunkt, also senkrecht nach unten zur Erdoberfläche (siehe Skizze 4.1.123). Wir sehen, dass die Kraft →FNgerade die Komponente →FG,⊥ ausgleichen muss, d.h. die senkrecht zur Auflagefläche stehende Komponente der Gewichtskraft wird durch die Normalkraft kompensiert. So wird verhindert, dass der Körper in die Ebene eindringt. Man nennt eine solche Art von Kraft auch eine Zwangskraft (→FZwang), da sie sicherstellt, dass sich der Körper nur parallel zur vorgegebenen Ebene bewegen kann. "

Online-Brückenkurs Physik hätte auch eine Definition: "Normalkraft →FN: Dies ist das Negative der Kraft, mit der der Körper auf der Ebene aufliegt. Die Normalkraft ist immer senkrecht, d.h. normal zur Ebene gerichtet.

en.wikipedia.org [4] [5] Man könnte hier die Reaktionskraft mit einzeichnen, die vom Körper auf die Ebene ausgeübt wird. Dann wäre der Link zu Wechselwirkungskraft statt Kraft logischer.

F_N als Kraft des Körpers auf die Unterlage:

Demtröder, Experimentalphysik 1 Mechanik und Wärme (2021) 9. Aufl "Die Experimente ergeben, dass F_H proportional zur gesamten Normalkraft F_N ist, mit der der Körper auf seine Unterlage drückt ..."

Meschede, Gerthsen Physik (2015) 25. Aufl. "die Normalkraft F N (m ⋅ g bei ebener Unterlage), die den Körper auf die Unterlage drückt ..."

Ich finde, dass eine Normalkraft des Körpers auf die Unterlage nicht im Schwerpunkt des Körpers angreifen dürfte. Vielleicht falsch.

Änderungsvorschläge:

Der grüne Pfeil, der in der momentanen Abb Normalkraft#/media/Datei:Schiefe ebene 4.png nach oben zeigt, greift eigentlich am Körper an, entweder an der Kontaktfläche auf der Unterseite des Körpers oder im Schwerpunkt. Kraft#Superpositionsprinzip ; Kraft#/media/Datei:Rownia.svg diese Abb finde ich besser als die momentane. Sie hat genau diese Entwicklung zurückgelegt, anfangs war der Pfeil nach unten, jetzt zeigt er nach oben. Diskussion ist auf Polnisch.

Eigentlich wäre statt des links zu Wechselwirkungskraft besser der Link zu Kraft oder Zwangskraft / Kontaktkraft, weil die Artikel besser sind. Die Actio-Reactio Seite setzt Wechselwirkungskräfte fast nicht ab von Trägheitskräften, und das wäre nötig, wenn man sagt, es ist ein actio-reactio-Kräftepaar. Die Kraft Seite macht das sehr gut. --Falsifizierbar (Diskussion) 09:24, 5. Feb. 2023 (CET)

edit: Kräftepaar ist wieder nicht richtig, das erzeugt ein Drehmoment. Tipler sagt "Ein solches Kräftepaar wird als „Aktions-Reaktions-Paar“ bezeichnet.". --Falsifizierbar (Diskussion) 09:36, 5. Feb. 2023 (CET)

Überarbeiten

Als erstes müsste geklärt werden, ob die Kraft auf die Unterlage, oder die Kraft auf den Körper gemeint ist. Bild und Text sind völlig unabhängig voneinander.--Wruedt (Diskussion) 09:31, 22. Jan. 2019 (CET)

In der TM (Technischen Mechanik) ist eine Normalkraft eine Kraft senkrecht auf eine Fläche, entweder als äußere Kraft oder als Schnittkraft (s. hier).--Wruedt (Diskussion) 10:35, 22. Jan. 2019 (CET)

Vorschlag für eine Def.:

1. Unter Normalkraft versteht man eine Kraft senkrecht zu einer Fläche. Sie tritt entweder als Wechselwirkung zwischen zwei Körpern oder als Schnittreaktion auf. Die senkrecht zur Fläche (also in Richtung des Normalenvektors) wirkende Normalkraft erzeugt Druck- beziehungsweise Zugspannungen.--Wruedt (Diskussion) 16:10, 22. Jan. 2019 (CET)

2. Als Normalkraft wird eine Wechselwirkungskraft Reaktionskraft in der Kontaktzone zwischen zwei Körpern oder eine Schnittkraft bezeichnet. Sie steht senkrecht zur Kontaktfläche bzw. Schnittfläche.--Wruedt (Diskussion) 17:54, 22. Jan. 2019 (CET)

Das könnte ich unterschreiben, aber es löst den Konflikt noch nicht, ob die Normalkraft nun (beim häufigen Schiefe-Ebene-Problem) nach oben oder nach unten zeige.

Es scheint zwei Lehrmeinung oder zwei Modell-Arten zu geben, das Phänomen zu erklären. Es kann somit beides gemeint sein (ohne Widerspruch zu deinem Vorschlag), wenn es denn konsequent durchbegründet ist. Ich stelle einfach fest, dass das mehrheitlich deutsche "Modell" (Normalkraft nach unten wirkend als imaginäre Komponente der Gravitationsgraft) nicht konsequent auf jede Aufgabenstellung anwendbar ist und bei Lernenden ständig zur gleichen Verwirrung führt. Das andere Modell hingegen (Normalkraft als Reaktionskraft der Unterlage nach oben) ermöglicht das Nachvollziehen der Newtonschen Aussagen durch Vektoradditionen (Beschleunigung nur, falls eine resultierende Kraft entsteht; Ruhe oder konstante Bewegung, falls Fres=0).--Sun-kid (Diskussion) 22:40, 22. Jan. 2019 (CET)

Kenn leider keine Quellen mit der Kraft nach unten (gibt's ne google-Suche dazu). Eine Kraft kann man längs der Wirkungslinie verschieben, also auch die Gewichtskraft. Sie greift dann aber immer noch am Klotz an. Damit ist nichts gewonnen. Wenn man auf die Reibung rauswill, kommt man am Kräftegleichgewicht in Normalenrichtung nicht vorbei. Dabei stellt sich raus, dass die Kraft auf die schiefe Ebene gleich der Komponente der Gewichtskraft in Normalenrichtung ist. Vielleicht soll das verdeutlicht werden? Aber wie auch immer. Wenn die Normalkraft eine Wechselwirkungskraft ist (keine Gewichtskraft) muss eigentlich nur gesagt werden, welches Schnittufer betrachtet wird (Klotz oder schiefe Ebene).--Wruedt (Diskussion) 07:44, 23. Jan. 2019 (CET)

Hab tatsächlich ne "Quelle" gefunden mit FN nach unten ([6]). Aber mit Verlaub das ist 1. keine seriöse Quelle und 2. Blödsinn. Denn mit der Gewichtskraft die Reibung berechnen geht gar nicht. Das Kräftegleichgewicht am Klotz wird völlig unterschlagen.--Wruedt (Diskussion) 08:38, 23. Jan. 2019 (CET)

der Online-Brückenkurs Physik macht das ok (Impressum): den Betrag der F_N muss man sich aus der Normalkomponente der Gewichtskraft holen, sonst bekommt man den nicht. F_N dann nach oben. Oberhalb habe ich eine Referenzenliste gepostet für beide Ansichten und einen Änderungsvorschlag, da alles hätte vielleicht besser hier hin gepasst. --Falsifizierbar (Diskussion) 10:04, 5. Feb. 2023 (CET)

derselbe Online-Brückenkurs widerspricht sich im Eingangstest , wo F_N nach unten zeigt. Mich wundert nichts mehr. Da sind sich wohl die TUs auch nicht einig. Die einen interessiert wohl nur "wann bricht die Unterlage durch"? und die anderen "wann fängt der Klotz zu rutschen an?". Ich geb's auf. Es war interessant nachzulesen. Meine Privatversion ist immer noch nach oben, entweder vom Schwerpunkt oder von der Auflagefläche, aber am Körper. Am Richtigsten finde ich Feynman, der das actio-reactio-Kräftepaar nie ausser acht lässt. Auch wenn er dann den Pfeil mit der Spitze auf die Grenzfläche zeichnet, ist aber lange her und war früher ev. üblich. --Falsifizierbar (Diskussion) 14:04, 5. Feb. 2023 (CET)

Papula macht F_N nach unten, auch Gerthsen und Demtröder, Angriffspunkt im Körperschwerpunkt. Ich glaube nicht, dass das korrekt ist, obwohl man Kraftvektoren ja verschieben darf wie man will. Tipler macht F_N nach oben wie Kraft#Superpositionsprinzip und der Online-Brückenkurs Physik. Auch die Didaktiker der ETHZ machen F_N nach oben "Um die Hangkraft auf einen Körper zu bestimmen, der auf einer schiefen Ebene liegt, kann man grundsätzlich auf zwei Arten vorgehen: Entweder die Gewichtskraft in Komponenten zerlegen oder die Summe aus Gewicht und Normalkraft bestimmen. Können Sie erklären, weshalb diese beiden Verfahren zum selben Ergebnis führen?". --Falsifizierbar (Diskussion) 10:36, 5. Feb. 2023 (CET)

Lückenhaft

@JoKalliauer:: Du hast den Lückenhaft-Baustein gesetzt. Fühl mich da nicht am Zug, frag mich aber was im Artikel Normalkraft rein sollte, da in Balkentheorie so gut wie nichts dazu drin steht.--Wruedt (Diskussion) 20:04, 23. Jan. 2019 (CET)

Ich hatte gesehen, dass nichts von der Balkentheorie drinnen, war sondern nur die Kraft orthonal zu einer Fläche (Skizze), dies wurde behoben insofern vl. erledigt

Balkentheorie

• Knicken
• Zusammenhang zwischen Piola-Kirchhoff-Spannungstensor und Normalkraft
• Normalkraft nach Theorie II.Ordnung
• Normalspannungsnachweis
• Schubmittelpunkt/Schwerpunkt
• Zeichnung von einem Balken
• normalkraft-dehnungbeziehung
• Dehnsteifigkeit
• Dehnstarrheit
• Fachwerk

 — Johannes Kalliauer - Diskussion | Beiträge 21:32, 23. Jan. 2019 (CET)

@JoKalliauer:: Nochmal nachgefragt. Soll das bei dem 1-Zeilen Abschnitt Balkentheorie bleiben oder kann man's dann gleich rauswerfen?--Wruedt (Diskussion) 17:53, 24. Jan. 2019 (CET)

@Wruedt: ich finde die Normalkraft in der Balkentheorie wichtiger als alles andere in dem Artikel. Ausbaufähig wäre er, siehe oben.

Ich würde eher die Balkentheorie als Hauptthema machen und den anderen Teil in ein Unterkapitel verschieben.

Hab jetzt aber gerade keine Zeit.

 — Johannes Kalliauer - Diskussion | Beiträge 18:12, 24. Jan. 2019 (CET)

Stimmt schon, dass der Artikel nicht viel her gibt. Aber angesichts zahreicher Youtube-Videos, die sich an dem schiefe Ebene Problem abarbeiten, und in denen ständig der Begriff Normalkraft verwendet wird, sollte auch in WP wenigstens eine kurze verständliche Darstellung erfolgen. Das Hauptproblem dieser Videos ist, dass auf den Klotz ausschließlich die Gewichtskraft wirkt, die in Komponenten zerlegt wird. Dass der Klotz so Richtung Erdmittelpunkt beschleunigt würde, wird unterschlagen. Dies ganzen Unterpunkte die Du angeführt hast, gehören in einen Hauptartikel, der eher von Spezialisten aufgesucht wird. Wer nach Normalkraft googelt erwartet imo eher keinen Beitrag zum "Zusammenhang zwischen Piola-Kirchhoff-Spannungstensor und Normalkraft".--Wruedt (Diskussion) 18:43, 24. Jan. 2019 (CET)