Seil

Wirkweise

Ein Seil verhält sich wie eine Pendelstütze, die nur auf Zug belastet werden kann; ein Seil nimmt nur Zugspannung auf. Das Seil kann weder unter Druck, Biegung oder Torsion stehen. Orientiert man die x-Achse in Seilrichtung und die beiden andern Achsen normal dazu, fliesst im gespannten Seil nur x-Impuls in negative x-Richtung. Das so orientierte Seil transportiert weder y- noch z-Impuls. Ein Seil ist auch nicht in der Lage, direkt Drehimpuls zu übertragen.

Seilkraft

Ist das Seil längs einer beliebigen Richtung im Raum orientiert, werden mehrere Impulskomponenten transportiert. Die Stromstärken der drei Impulskomponenten stehen aber im gleichen Verhältnis zueinander wie die drei Komponenten des Seilvektors (Vektor, der von einem Ende des Seils zum andern weist). Legen wir quer zum Seil eine Schnittfläche, steht die beiden Schnittkräfte normal zu dieser Fläche (der Impulsstrom durch eine Schnittfläche ergibt entsprechend den beiden Orientierungen der Fläche zwei Kraftpfeile. Die beiden Schnittkräfte die immer in Seilrichtung weisen, nennt man Seilkraft F, wobei das Vorzeichen Konvention ist. Mit Seilkraft meint man in diesem Fall nicht die Impulsstromstärke bezüglich eines Körpers (allgemein übliche Definition der Kraft) sondern die Impulsstromstärke bezüglich einer Schnittfläche.

Impulsströme

Das globale Koordinatensystem des Beobachters, das Weltsystem, teilt sowohl den Impuls als auch den Drehimpuls in seine drei Komponenten ("Sorten") auf. Wie hängen die drei Impulsströme bei beliebiger Orientierung mit der Seilbelastung, der "Seilkraft", zusammen?

Um diese Frage zu beantworten, zeichenen wir als erstes in Seilreichtung einen Bezugspfeil ein und führen den Begriff Seilkraft Fentsprechend der Schnittkraft auf den Seilquerschnitt ein. Diese "Seilkraft" nehme bei Zugbeansbruchung, also bei einem belasteten Seil, immer Werte kleiner als Null an. Dann bestimmen wir die Winkel zwischen den drei Koordinatenrichtungen und dem Bezugspfeil. Für die drei Impulsströme gilt dann die folgende Umrechnung

[math]I_{pi} = F cos(phi_i)[/math] (i = x, y, z)