Kraft-Weg-Diagramm

Im Kraft-Weg-Diagramm wird eine Kraft über den Weg, auf dem sie wirkt, wie im Bild in einem rechtwinkligen Achsenkreuz aufgetragen.

Das Diagramm entspräche beispielsweise der Situation, in der ein Körper (Kinderwagen, Rollstuhl oder Tisch) mit der Kraft c von a nach b geschoben wird. Die Fläche (grün) unter der Kraftlinie (blau) entspricht der von der Kraft verrichteten Arbeit (). Bei Dreh- oder Kreisbewegungen wird im entsprechenden Diagramm das Drehmoment über den Winkel aufgetragen und die Fläche unter der Momentenlinie entspricht der Rotationsarbeit des Drehmoments. Ein Beispiel ist das Einstellen eines Drehreglers.

Sofern die Arbeit an einem konservativen System geleistet wurde, erhöht sie den Energie­inhalt des Systems (Arbeitssatz.) In einem solchen System erfolgen Be- und Entlastung wie im Diagramm entlang desselben Weges. Genauer wird auf einem geschlossenen Weg in Summe keine Arbeit verrichtet, d. h. einmal aufgewendete Arbeiten werden bis zur Rückkehr zum Ausgangspunkt vom System vollständig zurückgegeben. So erhöht sich beispielsweise die Lageenergie einer Vase, die durch Kraftaufwand vom Tisch auf einen höheren Schrank gehoben wird, und sie würde die zusätzliche Energie (fast) vollständig wieder zurückgeben, wenn sie auf den Tisch zurückgestellt würde.

In der Realität wirkt eine Kraft immer flächenverteilt, und wenn sie auf einen deformierbaren Körper wirkt, wird dieser verformt. Wenn die Kraft auf die Fläche, auf der sie wirkt, und der Verformungsweg auf eine charakteristische Länge des Körpers bezogen werden, entsteht ein Spannungs-Dehnungs-Diagramm, das in der Festigkeitslehre von großer Bedeutung ist.

    1. S. 220
    2. S. 229
    3. S. 230
    4. S. 238