Physikaufgabe drittes newtonische axiom?
Ein Schüler behauptet: „Ein Pferd zieht einen Pflug mit der Kraft F. Nach dem 3. newtonischen Axiom ist die Reaktionskraft, die vom Boden auf den Pflug wirkt -F.
Da die Summe beider Kräfte 0N ist, kann das Pferd den Pflug nicht bewegen.“
AUFGABE :
Beurteilen Sie diese Überlegung physikalischer Begriffe!
3 Antworten
Gilt für Systeme ohne Veränderung zueinander. In diesem Fall zb für Pferd, das zieht und Pflug, der die Kraft spürt und daher dagegen hält.
Der Boden kann nur bis zu einem Grad Gegenkraft liefern. Sobald das Pferd diese überschritten hat, tritt Beschleunigung ein. Bewegt es sich dann schließlich mit konstanter Geschwindigkeit, herrscht wieder Kräftegleichgewicht. Dann ist Pflug gegen Boden wieder Summe F = 0
Die Kraft des Bodens auf den Flug , also zum Beispiel die Reinkraft, mag F sein, dann ist die Summe 0 und der Flug beschleunigt nicht, bewegen kann er sich schon, denn die Kraft kann an Anfang kleiner gewesen sein. allerdings haben diese beiden Kräfte rein gar nichts mit Actio und Reactio zu tun. Die Gegenkraft zu der Kraft des Pferdes auf den Flug ist die Kraft des Fluges auf das Pferdes und die ist in der Tat immer F, wenn die erste -F ist.
Merke: Actio und Reactio greifen immer an verschiedenen Körpern an, niemals an dem gleichen, dies sind dann , wie in diesem Fall, einfach zwei Gleichgewichtskräfte .
Die Ausgangsüberlegung ist absolut korrekt.
Allerdings ist der Schluss daraus falsch. Korrekt müsste der lauten: "Da die Summe aller Kräfte auf den Pflug = 0 ist, findet keine Beschleunigung gemäß F = m * a statt. D.h. der Pflug kann sich zwar bewegen, aber immer nur mit derselben Geschwindigkeit. Das entspricht auch durchaus der Beobachtung, dass das Pferd den Pflug in einem konstantem Tempo durch den Acker zieht.
Lediglich beim Wenden, wenn der Pflug kurz zum Stillstand kommt, sieht es anders aus. Da wirkt durch den Stillstand keine Kraft durch den Acker auf den Pflug, aber die Zugkraft des Pferdes schon. Daher wird der Pflug beschleunigt, bis er wieder die normale Arbeitsgeschwindigkeit erreicht hat.