Wieso kann man sich bewegen? actio=reactio
Hallo, Sicherlich kennen die meisten das 3. Newtonsche Gesetz actio= reactio. Den Grundgedanken verstehe ich habe aber trotzdem wohl ein kleines Verständnisproblem. Das Gesetz besagt ja, dass bei zwei Körper die Kräfte gegeneinander und im gleichen Betrag wirken. Bsp. Ich nehme einen Körper 100kg dieser wirkt mit einer Kraft von ca. 1000N auf die Erde und diese halt mit 1000N auf den Körper. Aber wie kann man sich dann bewegen die Gegenkraft müsste doch die Bewegung unmöglich machen. Wenn ich einen Ball anstoße verstehe ichs ja noch das er sich bewegt weil die Kraft auf den Ball ausreicht um ihn zu beschleunigen. Beim laufen jedoch muss ich dann immer meine ganze Gewichtskraft überwinden um mich fortzubewegen und was ist dann die Gegenkraft, die Gravitationskraft kann sich ja nicht sonderlich ändern da ja meine Masse gleich bleibt ? Das klingt jetzt vllt. etwas alles unverständlich für einige, hoffe aber ihr versteht mein Problem :D
6 Antworten
Zunächst zur Auflösung deiner Frage
Deine Masse betrage 100kg und du übst eine KRaft auf den Boden von 2000N aus.
Nun kann man die Kräfte auf dich und den Boden überhaupt nicht zusammen einzeichnen, man muss dazu die Systeme abgrenzen. Genauer: man muss 2 Zeichnungen machen.
Außerdem legen wir eine positive Richtung fest, hier einfach mal nach unten.
Zeichnung1: Der Mensch
Auf diesen wirken zwei Kräfte.
1) Die Gewichtskraft F1 des Gravitationsfeldes auf den Menschen nach unten, F1 = 1000N
2) Die Kraft des Bodens auf den Menschen, F2 = - 2000N
Die Summe dieser Kräfte ist F1 + F2 = -1000N, der Mensch bewegt sich nach oben.
Nun die zweite Zeichnung: Der Boden.
3) Die Kraft des Menschen auf den Boden, F3 = + 2000N
4) Die KRaft des Gravitationsfeldes auf den Boden, F4 = -1000N
(die 4. Kraft wird in der Regel unterschlagen)
Warum bewegt sich der Mensch? Weil die Summe aller Kräfte auf ihn nicht 0 ist.
Was ist Actio und Reactio? Es sind die Kräfte F2 und F3. Beachte bitte, dass diese beiden Kräfte
a) entgegengesetzt sind.
b) gleichen BEtrag haben
c) auf zwei VERSCHIEDENEN Körpern angreifen
d) an der gleichen Stelle auftreten, nämlich an der Schnittfläche zwischen Mensch und BOden.
Das größte Problem von Schülern ist Punkt c) Man kann in eine Skizze gar nicht Actio und Reactio einzeichnen, weil man die Körper abgrenzen muss, die beiden Kräfte aber an verschiedenen Körpern angreifen.
Warum so kompliziert?
Newton kannte den Feldbegriff nicht, außerdem kannte er die Größe Impuls nicht. Da man heute in der Regel die Mechanik in der Schule aber genau nach Newton lernt, stehen die Schüler vor diesem Dielemma. Eine Oberlfächenkraft ist ein Impulsstrom durch eine FLäche. Wenn man es so macht (sage ich dir bei Interesse), dann ist das Problem, was dich beschäftigt, trivial.
Erstmal Danke für diese ausführliche Antwort. Wie kommen Sie aber auf die 2000N für die Kraft zwichen Mensch und Boden ?Und habe ich richtig verstanden das ich drei Massen betrachten muss, also meinen Körper, den Boden und den Massepunkt der Erde also halt das gravitationsfeld ?
Das mit den 2000N ist nur ein Beispiel gewesen. Die Kraft von dir auf den Boden muss ja größer sein als deine Gewichtskraft, sonst hebst du nicht ab.
Du musst halt die Systeme immer sauber abgrenzen.
Wenn du nur den Mensch hast, hast du die Kräfte 1000N und -2000N, aber keine Gegenkraft, das ist dann einfach Unsinn.
@ilks
um das Zusammenwirken von Gewichtskraft und Reibung zu erklären, braucht man doch nicht auch noch den Feld Begriff! Hier geht es darum den Vektor anschaulich zu erklären, ohne die Schüler durch Pseudowissenschaft zu verwirren.
Das Gravitationsfeld vermittelt die Gewichtskraft, es tut mir leid, wenn dich das über fordert.
Wie dem auch sei, ich warte in deinen Kommentaren nach wie vor auf nur eine einzige Begründung. Sag mir also bitte, was genau denn in meiner Antwort pseudowissenschaftlich ist, dann sehen wir weiter
Im Übrigen ging es um das Problem von Actio und Reactio, und dies wurde von mir zufriedenstellend beantwortet.
Um sich auf der Erde zu bewegen, nutzt man zusätzlich zur Gewichtskraft eine zweite Kraft, nämlich die Reibung. Die Richtung dieser Kraft steht senkrecht zur ersten. Die Summe dieser Kräfte steht nicht mehr senkrecht, wenn man z.B. ein Bein nach vorn streckt und deshalb nach vorn kippt. Man kann sich also nach vorn bewegen, ohne selber die gesamte Gewichtskraft nochmals aufbringen zu müssen und actio=reactio bezieht man jetzt auf die schräge resultierende Kraft. Man stößt sich also von der Erde ab, um vorwärts zu kommen. Da sie viel schwerer ist als wir, bewegen praktisch nur wir uns und die Erde nur Bruchteile von Millimetern. Das Ganze könnte man auch durch die sogenannte Vektorrechnung näher betrachten.
Die resultierende Kraft auf den Körper beim Gehen steht nicht schräg nach oben, sondern istr einfach die Reibkraft. Du hast eine Kraft vergessen, die Normalkraft des Bodens auf den Körper, und diese hält der Gewichtskraft das Gleichgewicht. Wenn man mit konstanter Geschwindigkeit geht, gibt es außer der Reibkraft noch eine zweite Reibkraft , auch durch den Luftwiderstand, welche der beschleunigenden Haftreibung entgegenwirkt. In diesem Fall ist die Summe aller vier Kräfte 0
Warum so kompliziert ? Ich hebe erstmal nur ein Bein an und wirke damit der Gravitation entgegen, stoße mich mit dem zweiten ab - ähnlich wie der Ball angestoßen wird - usw.
Die Anfangspunkte der beiden Vektoren sind verschieden. Wenn du auf die Erde wirkst mit einer Kraft, liegt der Ursprung dieses Kraftvektors in der Erde, und der Ursprung der entgegenwirkende Kraft, die die Erde auf dich ausübt, in dir. Deshalb heben sich die zwei Kräfte nicht auf.
Du kannst Dich bewegen, weil wenn Du 500N für ne Viertelsekunde auf die Erde wirken lässt, die sich nicht wirklich merklich bewegt und Dich dann auch gleich wieder anzieht, also die 500N in die Gegenrichtung wirken.
Noch ein Beispiel, damit es dir völlig klar wird.
Dein Beispiel mit dem Fußball schießen. (Richtung Ball schießen sei positiv)
System Ball
1) Hier wirkt eine Kraft, die Kraft deines Fußes auf den Ball., Bsp F1 = 100N
System Mensch
2) Es wirkt die Kraft des Balles auf dich => F2 = -100N
3) Es wirkt eine Reibkraft des Bodens auf dich (über das andere Bein) F3 = 100N
Du siehst, die Gesamtkraft auf dich ist 0N, daher bewegst du dich nicht. Die Gesamtkraft auf den Ball ist aber 100N, daher fliegt er weg.