- Zwangskraft
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Als Zwangskraft bezeichnet man in der klassischen Mechanik diejenige Kraft, die bewirkt, dass ein Objekt sich nur an denjenigen Orten aufhält, die durch die Zwangsbedingungen zugelassen sind.
Eine Kraft, die keine Zwangskraft ist, bezeichnet man zu Unterscheidungszwecken auch als eingeprägte Kraft.
Auf einen Klotz, der auf einer ebenen Fläche steht, wirkt beispielsweise als eingeprägte Kraft die Schwerkraft nach unten. Da der Klotz nicht in Richtung des Erdmittelpunktes beschleunigt wird, muss die Fläche auf diesen eine Zwangskraft ausüben, die der Schwerkraft entgegengesetzt ist und diese genau aufhebt. Wie diese Kraft mikroskopisch zustande kommt, ist für die Betrachtung im Rahmen der klassischen Mechanik unerheblich; hier genügt die Nebenbedingung, dass der Klotz nicht "in der Fläche versinkt".
Ein Achterbahnwagen wird durch Zwangskräfte, die von den Schienen ausgeübt werden, auf seiner Bahn gehalten; auf ein Pendel, das an einem Faden hängt, wirkt eine Zwangskraft entlang des Fadens.
Allgemein steht die Zwangskraft immer senkrecht auf der Kurve bzw. auf der Fläche, auf der sich ein Körper bewegen kann. Daraus folgt unter anderem, dass Zwangskräfte nur dann Arbeit verrichten können, wenn die Zwangsbedingungen explizit von der Zeit abhängen.
Literatur
- Dietrich Stauffer: Theoretische Physik. 2 Auflage. Springer, Berlin 1996, ISBN 978-3540566045.
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