Actio Reactio?
Wie kann ein Auto überhaupt beschleunigen? Nach Actio Reactio würde es doch heißen dass der Motorkraft die Kraft des Luftwiderstandes entgegenwirkt (gleich große Beträge). Eigentlich muss die Motorkraft doch größer als der Luftwiderstand sein. Verstößt das dann nicht gegen actio reactio?
4 Antworten
Die Motorkraft hängt nur von der Stellung des Gaspedals ab, der Luftwiderstand hingegen von der Geschwindigkeit. Im Stand ist der Luftwiderstand null, also kann das Auto schon mal losfahren. Dann wächst der Luftwiderstand an, bis er so stark ist wie die Motorkraft (andere Reibungskräfte ignorieren wir jetzt mal), und dann wächst auch die Geschwindigkeit nicht mehr, denn dann ist die resultierende Gesamtkraft null und die Geschwindigkeit konstant.
Beim Beschleunigen eines Autos ist der wesentliche Reaktionspartner die Erde. Die Kraft, die das Auto (und dann auch in gewisser Weise die umgebende Luft) beschleunigt, wirkt mit gleicher Größe aber entgegengesetzt gerichtet auf die Erde. Da die Masse der Erde so groß ist merken wir davon nichts.
Das Gesetz actio = reactio bezieht sich auf Kräfte, die an verschiedenen Körpern angreifen. Kräfte treten immer nur mindestens paarweise auf. Eine isolierte Kraft auf einen Körper gibt es nicht. Bei einer Rakete sind die beiden Körper die Rakete und die ausgestoßenen Treibgase.
Das Auto beschleunigt nur so lange, bis der Luftwiderstand (inkl. sonstiger Widerstände) gleich groß wird wie die Motorleistung.
Dieser Umstand erklärt auch, warum Autos mit mehr PS höhere Geschwindigkeiten erreichen können als Autos mit wenig PS.
emm, der Luftwiderstand ist aber verhältnismäßig klein! Die Kraft bringt ein AutoMotor lässig auf!
Außerdem bedeutet es ja nur, dass es für beide Objekte eine Wirkung gibt! Die Luft bietet dem Auto einen Widerstand, drückt auf die Fläche, erzeugt Reibungswärme, während auch das Auto auf die Luft einwirkt. Die wird leicht komprimiert, ebenfalls erwärmt und zur Seite beschleunigt!
Ja, letztlich ist das der Grund für eine maximale Geschwindigkeit. DA hat man aber nicht nur das KräftePaar der WechselwirkungsKräfte, sondern auch das das des KräfteGleichgewichts! DA kann man tatsächlich aus diesem Grund nicht weiter Beschleunigen, weil die 'Motorkraft' genauso groß ist, wie der Luftwiderstand UND nicht weiter vergrößert werden kann!
Aber nur bei geringen Geschwindigkeiten! Der Luftwiderstand nimmt mit dem Quadrat der Geschwindigkeit zu. Darum brauchst du auch viel Motorleistung, wenn du z.B. 200 km/h fährst - nämlich 4x so viel als für 100 km/h.