Kraft und Gegenkraft, Physik?
Hallo, verstehe diese Aufgabe irgendwie gar nicht...hab schon viel probiert, aber kann meine Äußerung nicht richtig begründen. Hättet ihr vielleicht eine Lösung?
MfG
3 Antworten
Eigentlich müsste man da zwei Kräftepaare einzeichnen.
Am Mund von Franz bläst er einen Luftstrom nach vorne aus. Er gibt ihm einen Impuls. Derselbe Impuls (Kraftstoß), der auf die Luft nach vorne wirkt, wirkt in gleicher Größe Rückwärts auf Franz.
Dann fliegt die Luft nach vorne und prallt gegen das Segel. Durch den Luftwiderstand wurde die Luft unterwegs aber schon etwas abgebremst, sprich verlangsamt. Wenn die Luft auf das Segel prallt, wirkt zum einen eine Kraft nach hinten, um die Luft abzubremsen. Die gleichgroße Gegenkraft wirkt auf das Segel nach vorne.
Entscheidend für das Vorankommen ist nun zum einen die Kraft, die rückwärts auf Franz wirkt und zum anderen die Kraft, die nach vorne aufs Segel wirkt. Da die vordere Kraft aufs Segel aber etwas kleiner ist, als die Kraft auf Franz, würde Franz, wenn überhaupt, eher rückwärts fahren. Aber wahrscheinlich passiert gar nichts, weil die Kraft, die Franz mit Pusten aufbringen kann, gegenüber dem Wasserwiderstand des Bootes so enorm klein ist, dass wahrscheinlich so oder so gar nichts passiert.
Der Wind im Segel treibt das Boot nach vorn. Da aber der Wind durch Blasen auf dem Boot selber erzeugt wird und der Bläser durch das Blasen rückwärts getrieben wird, bleibt das Boot stehen, weil sich die Kräfte gegenseitig aufheben. Kraft gleich Gegenkraft.
Stell dir einfach Mal vor das er anstatt zu pusten versucht den Mast zu schieben mit den Händen.
Überlege dir wo da die Kräfte wirken.
Und hier der Tipp: es macht keine Unterschiede ob er im boot pustet oder versucht am Mast das boot zu schieben.
Das ist wohl die erwartete Antwort aber dennoch nicht ganz korrekt.
Die vom Segel abprallende Luft verlässt das Boot nach hinten und das Boot bekommt einen Impuls vorwärts (Rückstoßprinzip)
Das gegen das Segel Blasen ist nur eine kompliziertere Art, Rückstoß zu erzeugen. Die einfachere wäre, Franz würde sich umdrehen und nach hinten blasen, dies hätte den gleichen Effekt.
Dass dies in der Praxis aufgrund von verschiedenen Widerständen (Luft, Wasser, Reibung, etc) nicht funktioniert, ist klar. Vom Prinzip her tut es das aber und das kann man im Modell auch schön nachweisen.