F = m * a?
Hallo,
Eine schnelle Frage:
Da Kraft Masse mal Beschleunigung entspricht, ist mir etwas aufgefallen. Nehmen wir an, dass ein Mann mit 80 Kg Körpergewicht lossprintet und seine Geschwindigkeit bei 27 km/h hält. Am Anfang ist ja eine beschleunigende Bewegung vorhanden doch ab 27 km/h nicht mehr, da er die Geschwindigkeit hält und deswegen hat er ja auch dann eine gleichförmige Bewegung. Dementsprechende ist ja deine seine Beschleunigung 0 und laut der Formel ist dann die Kraft welche wirkt null. Liegt das daran, dass man diese Formel nur bei beschleunigende Bewegungen anweden kann?
Lg
8 Antworten
Nein das stimmt auch.
Bei einem Fahrzeug musst du zB ab erreichen deiner Endgeschwindigkeit nur noch so viel Kraft aufwenden um den Luftwiderstand und die Rollreibung der Reifen zu kompensieren.
Ein Satellit in der Erdumlaufbahn wird auch nur von der Rakete beschleunigt und fliegt dann ohne Antrieb mit ein paar km/s um die Erde herum. Lediglich für Bahnkorrekturen sind sehr kleine Düsen verbaut.
Bei einem Mensch ist das etwas komplexer weil die Bewegung der Beine im Grunde genommen nicht sonderlich effizient ist und dabei viel Kraft verloren geht.
Hallo Erfan20,
die Formel ist so oder so eine Näherung für den Fall, dass das Tempo v eines Körpers oder Teilchens, der Betrag seiner Geschwindigkeit relativ zu einem gegebenen Beobachter, klein im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit c ist (NEWTONscher Grenzfall). Im Allgemeinen ist Kraft, sofern sie allein auf einen Körper wirkt, gleich der zeitlichen Änderungsrate seines Impulses, der im NEWTONschen Grenzfall näherungsweise das Produkt aus seiner Masse und seiner Geschwindigkeit ist.
Die Kraft ist eine Vektorgröße, eine Größe mit Richtung, ebenso wie Beschleunigung a› und die Geschwindigkeit v› oder der Impuls p›. Sie wird gewöhnlich mit F› bezeichnet.
Und sie wirkt vice versa: Übt ein Körper B₁ auf einen anderen, B₂, die Kraft F›₁₂ aus, so übt zugleich B₂ auf B₁ die Kraft F›₂₁ = −F›₁₂ (gleich stark und entgegengesetzt) aus. Dies ist das dritte NEWTONsche Axiom (äquivalent zum Impulserhaltungssatz).
Hiervon zu unterscheiden ist die Situation, dass zwei gleich starke, entgegengesetzte Kräfte F›₁ und F›₂ = −F›₁ auf denselben Körper wirken. In diesem Falle addieren sich die Kräfte zur resultierenden F› = F›₁ + F›₂ = 0 auf, und B wird möglicherweise verformt, aber nicht beschleunigt. Ein Beispiel dafür ist eine fest aufgehängte Stahlfeder. Ziehst Du daran, wird sie länger.
Liegst Du auf dem Boden, wirkt in NEWTONscher Beschreibung auf Dich die Gravitationskraft, zugleich übt aber der Boden auf Dich eine entgegengesetzte Kraft aus, die Dich an Ort und Stelle hält. Stehst Du, musst Du weitere Kraft aufwenden, um entgegen der Gravitationskraft Deinen Körper aufrecht zu erhalten.
Fährst Du ein motorisiertes Fahrzeug, muss dessen Motor auch beim Erreichen der Zielgeschwindigkeit weiter arbeiten, aber nur so stark, wie es nötig ist, um die Reibungskräfte auszugleichen. Laufen ist physikalisch ungleich komplizierter, weil jeder Schritt eigentlich ein kleiner Sprung ist. Außerdem beschleunigst Du dabei ständig Deine Beine relativ zu Deinem Körperschwerpunkt. Deshalb ist Laufen auch bei konstanter Geschwindigkeit anstrengend.
Worauf willst Du hinaus? Dass er keine Kraft mehr braucht um die Geschwindigkeit zu halten? Gilt nur im Weltraum. Tatsächlich wippt er ja auf und ab beim Rennen und dafür braucht er weiterhin Kraft.
Nein, das liegt daran, dass sich in der Situation die Kraft, die der Läufer aufwendet und die Kraft mit der er gebremst wird (Luftwiderstand) sich die Waage halten.
das liegt daran, dass die Kraft dann null ist. Dass der Mann sich weiterhin anstrengen muss, liegt daran, dass er
- den Körper mit jedem Schritt auf- und abbewegen muss
- gegen den Luftwiderstand die Geschwindigkeit hält.