Frage von Sommerwind99, 136

F=m*a und F=p/t Unterschied?

Hallo🙂
Ich habe eine Physik-Frage und zwar wo liegt der Unterschied bei den beiden Formeln:
F=m*a
F=p/t
Also wann verwende ich welche oder geht prinzipiell immer jede?

Expertenantwort
von SlowPhil, Community-Experte für Physik, 44

Also wann verwende ich welche oder geht prinzipiell immer jede?

(1.1) F = m·a = m·dv/dt = m·d²s/dt²

(erste und zweite Zeitableitung, d.h. die Änderung in einem sehr kurzen Zeitabschnitt) oder besser

(1.2) F = m·a = m·dv/dt = m·d²x/dt²

(Fettdruck bedeutet Vektor, also gerichtete Größe)

gilt »immer«, solange die Relativgeschwindigkeiten, mit denen man es zu tun bekommt, nicht zu groß werden (v≪c). Definitiv immer gilt

(2.1) F = dp/dt,

keinesfalls aber

(2.2) F = p/t,

das nur dann gilt, wenn man z.B. den Zeitnullpunkt in einer ganz bestimmten Weise setzt (nämlich dass p(t=0) = 0 ist) und F zeitlich konstant ist.

Willst Du eine Beschleunigung wissen und darfst Du Newtonsch rechnen (wie gesagt, v≪c), dann ist (1.2) zu verwenden und kann eventuell zu (1.1) vereinfacht werden.

Expertenantwort
von Willibergi, Community-Experte für Schule, 53

Je nachdem, welche Größen du gegeben hast.

Möchtest du den Impuls ausrechnen, ist die Formel F = m*a natürlich totaler Schwachsinn, denn du kannst dort ja nirgends nach dem Impuls umstellen.

Wenn du allerdings die Masse eines Körpers suchst, und die Kraft und die Beschleunigung gegeben hast, musst du natürlich F = m*a verwenden.

Es kann natürlich auch vorkommen, dass du Impuls, Zeit und Beschleunigung gegeben hast, und die Masse suchst.

Dann musst du die Formeln gleichsetzen: m*a = p/t
und nach m auflösen.

Ich hoffe, ich konnte dir helfen.

LG Willibergi

Expertenantwort
von PWolff, Community-Experte für Physik, 41

F = m * a gilt immer.

F = p / t nur, wenn wir entweder eine konstante Kraft haben oder wenn wir Durchschnittswerte betrachten, und beides nur, wenn der Körper zum Zeitpunkt t=0 in Ruhe ist.

Wenn du F = dp / dt (Zeitableitung) betrachtest, sind beide Formeln äquivalent.

Antwort
von user21011982, 53

Der Unterschied liegt in den Größen, über die die Kraft beschrieben wird. Welche Du davon verwendest, hängt natürlich davon ab, was Dir gegeben ist und was Du ausrechnen möchtest.  

Expertenantwort
von Franz1957, Community-Experte für Physik, 39

F=m*a sagt, daß die Kraft F benötigt wird, um die Masse m mit der Beschleunigung a zu beschleunigen. Diese Formel zu verwenden ist dann sinnvoll, wenn eine Masse beschleunigt wird und der Zusammenhang zwischen Kraft, Masse und Beschleunigung das ist, was man untersuchen will.

F=p/t sagt, daß die Kraft F einem Impuls p geteilt durch eine Zeit t entspräche. Das ist nicht gut ausgedrückt. Richtig ist: Wo eine Kraft F einen Körper beschleunigt, da wird diesem Körper Impuls zugeführt. Je größer F um so größer der Impulsstrom. F ist sozusagen die Impulsstromstärke. In einem Zeitabschnitt Δt fließt dem Körper die Impulsmenge Δp zu. Der Zusammenhang ist:

F=Δp/Δt

Kommentar von Sommerwind99 ,

Kann ich mir das theoretisch so merken dass F=m*a verwendet wird wenn man Kraft aufbringen muss z.B. Und F=p/t also jeweils mit dem delta verwende ich wenn eine Kraft auf einen Körper wirkt?

Kommentar von Franz1957 ,

Das Allererste, was weiterhilft, ist der Zusammenhang, in dem man sich gerade befindet. In welchem Zusammenhang sind Dir die beiden Formeln begegnet?  - Schule und Physik, soviel hast Du uns ja schon mitgeteilt. Aber man kann es noch genauer sagen, und daß Du das gleich mal tust, ist mein wichtigster Rat an Dich.

Schau nach, wie die Überschrift zu dem Kapitel und den Unterkapiteln im Physikbuch lauten, wo Du gerade bist. Was für Themen und Stichwörter werden da genannt? Es wird von Mechanik die Rede sein. Von was noch? Was für Experimente oder Vorgänge sind es, von denen da die Rede ist? Und was für Fragen sind es, denen dabei nachgegangen wird?

Formeln haben ihren Sinn und Zweck immer in bestimmten Zusammenhängen. Um zu lernen, wozu eine Formel brauchbar ist, muß man sich anschauen, in welchem Zusammenhang sie welchen Sachverhalt  beschreibt und was es für Größen sind, die in ihr vorkommen.

Um zu sehen, ob eine Formel jetzt verwendet werden kann, muß ich schauen: Gehört sie in den Zusammenhang, mit dem ich mich gerade beschäftige? Beschreibt sie den Sachverhalt, um den es mir gerade geht? Kommen die Größen in ihr vor, die mich interessieren?

Nehmen wir F=m*a. Der Sachverhalt ist ein Körper, auf den eine Kraft wirkt und der beschleunigt wird. Da Beschleunigung im Spiel ist, kann es sich nur um bewegliche Körper handeln. Damit ist z.B. schon mal klar, daß die Formel nicht auf Körper angewandt werden kann, die an der Wand festgeschraubt oder im Boden verbuddelt sind.

Von den Größen sind immer zunächst schon mal die interessant, die man schon kennt. Denn aus ihnen kann man weitere interessierende Größen errechnen, die noch unbekannt sind.

Aus der Mathematik kommt die Regel: Pro Gleichung kann man eine Unbekannte herausbekommen. Kennt man also z.B. F und a, und will man m wissen, dann ist F=m*a genau die Formnel, die man braucht. Oder dann, wenn man a und m kennt und F wissen will. Oder wenn man F und m kennt und a wissen will.

Antwort
von Ppogba, 19

p=m•v und a=v/t 

also 

F= p/t = m•v/t = m•a                      das heißt beide Formeln beschreiben das gleiche und je nachdem welche Größe du suchst und was du gegeben hast macht eine Formel mehr Sinn

Antwort
von Ratvoller, 50

F = die Kraft (N)
m = Masse (Kg)
a = Beschleunigung (s/t^2)
p = Leistung (Watt)
t = Zeit (Sekunden)

Kommentar von lks72 ,

p ist der Impuls

Kommentar von Ratvoller ,

Kann aber genauso Leistung sein. Bin mir nicht mehr sicher, ob groß P oder klein p

Kommentar von Willibergi ,

Sicher klein p, denn die Formel lautet F = p/t (Newtonsches Gesetz), da hat die Leistung nichts zu suchen. ;)

LG Willibergi

Kommentar von Willibergi ,

p ist der Impuls - P ist die Leistung.

Mit P würde auch die Formel F = P/t keinen Sinn ergeben.

LG Willibergi

Kommentar von Ratvoller ,

Ja, das war mir irgendwie klar. Ich habe mich grad so erinnert gehabt. Auch schon wieder ein Jahr her oder so

Kommentar von Ratvoller ,

Welches Gesetz? 1.,2.,3.,...? Interessiert mich grad :)

Kommentar von Willibergi ,

Das zweite.

LG Willibergi

Antwort
von fraginator13, 48

F=m*a gilt an sich immer

was sollen denn p und t bei der zweiten Formel sein? Die kenne ich nicht.

Kommentar von Sommerwind99 ,

p steht für Impuls und t für Zeit

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