Zum 1. Newtonschen Gesetz

Wissenschaft Physik
#1

Moin :smile:

Ein Körper behalt seine Geschwindigkeit und Richtung bei, solange nicht eine Kraft (von außen) ihn dazu zwingt , seine Geschwindigkeit oder/und Richtung zu ändern.

Welche Krtierien müssen vorhanden sein, damit eine äußere Kraft einen Gegenstand tatsächlich dazu zwingt seinen Bewegungszustand zu ändern?

Kann man da irgendwas zu sagen?

Als Beispiel könnte der Versuch dienen, wenn man eine Tischdecke schnell vom Tisch zieht, sodass das Geschirr auf dem Platz bleibt.

Was ich mir momentan zu dem Beispiel denke, ist, dass es auf die Kraft ankommt, mit der die Tischdecke weggezogen wird. Wird die Tischdecke schnell beschleunigt, ist die Kraft der Tischdecke groß und das Geschirr bleibt stehen, beschleunigt man dagegen langsam, wird das ganze Geschirr mit der Decke mitgezogen und alles schöne Porzellan ist im Arsch.

Ich gehe mal davon aus, dass ab einer gewissen Geschwindigkeit, die durch die Beschleunigung aufgebracht wurde, das Geschirr auch nicht von der Decke mitgezogen wird.

Es scheint also irgendwie von der Kraft und der Geschwindigkeit abzuhängen, die die Tischdecke zu einem bestimmten Zeitpunkt aufweist.

Kann mir aber auch nicht erklären, warum das so ist.

#2

Hallo =)

Man muss hier etwas unterscheiden. Wenn eine Kraft auf ein Objekt wirkt ändert die Kraft die Geschwindigkeit (Geschwindigkeitssrichtung oder es wird schneller oder langsamer) - egal wie klein die Kraft ist.

Das Problem mit der Tischdecke ist die Reibung - und auch (fast) überall anders auf der Welt. Ein weiteres Problem ist die Trägheit…

Ich finde das die Tischdecke ein etwas kompliziertes Beispiel ist. Ich bringe mal einen einfachen großen Würfel ein.

Wenn du nun mit deiner Fingerspitze den Würfel antippst wird er sich nicht bewegen, obwohl du mit deiner Fingerspitze eine Kraft ausübst. Deine Kraft die du aufwenden musst muss im Prinzip gegen die Reibungskraft arbeiten - man kann sich das im Prinzip so vorstellen, dass der Boden den Würfel festhält. Nun muss deine Fingerspitze eine so große Kraft aufwenden, dass es die Reibungskraft überwindet und der Würfel im Prinzip seine Haftung am Boden verliert.
Wenn wir jetzt einen schwereren Gegenstand haben brauchen wir auch mehr Kraft oder auch wenn wir einen Gegenstand haben der gut am Boden haftet (nehmen wir z.B. Klettverschluss auf Teppich) - die Reibungskraft hängt u.a. von diesen Faktoren ab.

Wenn jetzt keine Reibung vorhanden wäre, würde sich der Würfel auch sofort bei kleinster Kraft bewegen.

Nun zur Tischdecke:
Wenn du schnell an der Tischdecke ziehst wird die Reibungskraft praktisch komplett aufgehoben und nichts bleibt an der Tischdecke haften (deine angewendete Kraft ist recht hoch). Wenn du die Tischdecke langsam ziehst hebelst du die Reibungskraft nicht aus und die Objekte bleiben haften und du bewegst sie mit der Tischdecke.

Dazu kommt noch das Problem der Trägheit. Ein Objekt „will“ eigentlich in seiner momentanen Bewegung bleiben - heisst, dass es die Geschwindigkeit halten will (auch die Richtung). Das bedeutet für unsere Objekte auf der Tischdecke, dass sich diese nicht bewegen „wollen“, wenn keine allzugroße Kraft dagegen spricht.

Ich hoffe ich konnte das einigermaßen vernünftig erklären.

MfG, Christian

#3

Hossa :smile:

Das 1. Newtonsche Gesetz stammt eigentlich von Galilei und ist eher als Definition des Begriffs „Kraft“ zu verstehen. Lies es mal so: „Wenn ein Körper seine Geschwindigkeit und/oder seine Bewegungsrichtung ändert, dann wirkt auf ihn eine Kraft.“ Im Umkehrschluss bedeutet dies: Wenn keine Kraft auf den Körper wirkt, bleibt seine Geschwindigkeit und seine Bewegungsrichtung ungeändert (Trägheit).

Dein Beispiel mit der Tischdecke basiert auf Reibungs-Effekten. Ziehe ich die Tischdecke zu langsam weg, kann die Haftreibung der Gläser nicht überwunden werden und die Gläser bleiben auf der Tischdecke haften. Ziehe ich die Tischdecke aber sehr schnell weg, wird die Haftreibung überwunden und die Gläser beginnen auf der Tischdecke zu gleiten. Da die Gleitreibung etwa halb so groß wie die Haftreibung ist, gleiten die Gläser weiter, wenn die Haftreibung erstmal überwunden ist.

Viele Grüße

Hasenfuß

#4

Wenn keine Kraft auf den Körper wirkt, bleibt seine Geschwindigkeit und seine Bewegungsrichtung ungeändert (Trägheit).

Ja genau! So sehe ich das ja auch.

Dann kam das Tischdeckenbeispiel mir in den Kopf und ich dachte mir mh…naja da ist ja nun eine Kraft die auf das Geschirr von außen einwirkt, aber das Geschirr ändert trotzdem seine Bewegung nicht.

Nun, nun kenne ich ja den Grund.
Der Grund ist also, dass, wenn die Kraft der Tischdecke gleich groß oder größer der der Haftreibung zu Beginn des ziehens ist, bleibt das Geschirr einfach da, wo es ist.

Nach dem die Haftreibung überwunden ist, kommt es nur noch auf die Gleitreibung an.

Thanks :smile:

#5

Tach,

Als Beispiel könnte der Versuch dienen, wenn man eine
Tischdecke schnell vom Tisch zieht, sodass das Geschirr auf
dem Platz bleibt.

ich will mal nur auf dieses Beispiel eingehen, da man gerade hier genau hingucken muss.

Was ich mir momentan zu dem Beispiel denke, ist, dass es auf
die Kraft ankommt, mit der die Tischdecke weggezogen wird.

Dass stimmt nur sehr indirekt. Natürlich musst du kräftig an der Decke ziehen, um sie schnell von Tisch zu kriegen. Das liegt daran, dass die Decke 1. auch eine Masse hat und 2. von der gesamten Tischplatte durch Reibung gebremst wird.

Aber das ist überhaupt nicht das Thema. Die Frage ist doch, welche Kraft auf das Geschirr wirkt!!!

Wird die Tischdecke schnell beschleunigt, ist die Kraft der
Tischdecke groß und das Geschirr bleibt stehen, beschleunigt
man dagegen langsam, wird das ganze Geschirr mit der Decke
mitgezogen und alles schöne Porzellan ist im Arsch.

Wenn du die Decke in 1/10 Sekunde wegziehst, wirkt die Reibungskraft zwischen Decke und Geschirr auch nur 1/10 Sekunde. Und die Reibung steigt auch kaum mit steigender Geschwindigkeit. Das hat z.B. recht unangenehme Folgen beim Autofahren: Eine Vollbremsung bei 180 bewirkt etwa sie gleiche Verzögerung wie bei 50.

Ich gehe mal davon aus, dass ab einer gewissen
Geschwindigkeit, die durch die Beschleunigung aufgebracht
wurde, das Geschirr auch nicht von der Decke mitgezogen wird.

Nein, so ist das nicht. Es hängt v.A. von der Zeit ab.

Und natürlich spielt der Unterschied zwischen Haft- und Gleitreibung eine Rolle. Wenn du so langsam ziehst, dass das Geschirr mit der Decke mitkommt, kannst du das Geschirr schneller vom Tisch ziehen, als wenn du schneller ziehst und das Geschirr rutscht. Aber das war ja nicht Inhalt deiner Frage.

Gruß, Zoelomat