Auf einem Tisch liegt ein Stift, welche Kräfte wirken auf den Stift?
Also mir ist schon klar, dass die Gewichtskraft auf den Stift wirkt, aber ist es nicht so, dass jede Kraft eine Gegenkraft hervorruft (actio=reactio)? Welche ist das in diesem Fall? Muss ja etwas mit dem Tisch zu tun haben. Welche Kräfte wirken sonst noch? Reibung? Corioliskraft? Gravitationskraft(Anziehung von Tisch und Stift)?...
7 Antworten
Ist es nicht in Wirklichkeit so: Drer Stift hat ein Gewicht (Gravitationskraft), das ihn in Richtung Erdmittelpunkt ziehen möchte.
Leider ist dieser Bewegung der Tisch im Wege. Also drückt der Stift mit seiner Gewichtskraft auf den Tisch. Dieser gibt lokal etwas nach, bis er aufgrund seiner elastischen Verformuing eine Gegenkraft auf den Stift ausübt, die im Prinzip aus der elstischen Federspannung der Tischplatte mal Verformung besteht.
Damit wirken auf den Stift zwei Kräfte in unterschiedlicher Richtung: Die Gravitationskraft (Geicht) nach unten. Und die Federkraft der verformten Tischplatte nach oben. Beide Kräfte sind gleich groß. Damit ist der Tisch quasi "schwerelos", also ohne effektiv wirksame Kraft und da keine Kraft auf vihn wirkt wird der Stift auch niocht beschleunigt und bleibt ruhig auf ddem Tisch liegen.
Auf jeden Körper im Universum wirken die selben vier krafte: die schwache wechselwirkung, die starke wechselwirkung, die elektromagnetische wechselwirkung und die Gravitation. Das sind die vier Grundkräfte der Physik. Diese Kräfte sind sehr schwer zu erklären, aber grob gesagt hält die starke wechselwirkung die Atomkerne zusammen, die schwache wechselwirkung ist für den radioaktive zerfall verantwortlich. Sie wirkt nur wenn sich radioaktive Isotope in diesem Stift befinden (was tatsächlich sehr wahrscheinlich ist, denn es reicht ein einziges atom.) Die elektromagnetische Wechelwirkung ist dafür verantwortlich dass sich gleiche Ladungen abstoßen und unterschiedliche anziehen, oder dass wir den Stift überhaupt sehen (Licht/Photonen) und ist damit die "sichtbare" Kraft, die auf unseren stift wirkt. Diese Kraft ist auch für die chemische reaktionen verantwortlich, also für das aus was der stift besteht. Als letztes wirkt die im vergleich zu den anderen kräften sehr schwache Gravitation auf den stift. Sie ist dafür verantwortlich, dass der Stift ein Gewicht besitzt. Außerdem hat dieser stift ein eigenes Gravitationsfeld, und zieht (wenn auch nur seeeeehr schwach) andere gegenstände an. sein garvitaionsfeld ist natürlich weitaus schwächer als das der erde!
Auf den Tisch wirken zwei Kräfte:
1) Das Gravitationsfeld übt auf den Tisch eine Kraft F (nach unten) aus, die sogenannte Gewichtskraft.
2) Der Tisch übt auf den Stift eine Kraft -F aus. die resultierende Kraft auf den Stift ist damit F + (-F) = 0.
Die Kräfte von 1) und 2) sind KEINE Gegenkräfte im Sinne von Newtons 3. Axiom, vielmehr gilt folgendes:
3) Die Gegenkraft zu 1) ist die Kraft -F, welcher der Stift auf das Gravitationsfeld ausübt (Diese Kraft ist nicht direkt messbar).
4) Die Gegenkraft zu 2) ist die Kraft +F, welche der Stift auf den Tisch ausübt.
Wer diese Kräfte nicht sauber trennen kann, hat das 3. Axiom nicht richtig verstanden, es ist aber auch kein Wunder, schon Planck zeigt 1908 in einem kleinen Aufsatz, wie es einfacher geht, nämlich mit Impulsströmen:
Vom Gravitationsfeld fließt ein Impulstrom F in den Stift, von dort in den Tisch und von dort in die Erde.
In diesem Impulsstrom lassen sich nun alle vier Kräfte von oben lokalisieren. 1) ist der Eintritt in den Stif, 3) der Eintritt in den Stift (vom Stift aus gesehen), 2) ist der Eintritt in den Tisch (vom Tisch aus gesehen) und 4) der Eintritt in den Tisch (vom Stift aus gesehen).
Ich kann auch AXIOM sagen.... ich bin auch Experte... Gut daß das F-Wort nicht gesagt wird...
Danke dafür, das habe ich jetzt verstanden. Kraft und gegenkraft wirken also auf zwei verschhiedene Körper. Aber wie sieht es jetzt mit weiteren Kräften aus, was wirkt denn noch so auf den Stift, egal wie groß oder theoretisch die Kräfte sind? Ich glaube mein Prof verlangt etwas mehr als ein Satz von mir.
Auftrieb und Schwerkraft( Erde,Sonne, Mond und Sterne)
...das kenn' ich, ...Laterne ...Laterne ....Auftrieb, Schwerkraft, Sonne, Mond und Sterne... brenne auf mein Stift, brenne auf mein Stift, ...nur die kleinen Experten nicht...