Warum kann sich, obwohl es die Trägheit gibt etwas bewegen?

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4 Antworten

Moin,

du bist aufm richtigen Weg, aber da fehlt noch was. Erstmal, die Newton'schen Gesetze/Axiome:

1. Ein Körper in Ruhe, oder in einer gradlinigen, gleichförmigen Bewegung bleibt unbewegt.

2. Auf einen Körper, der beschleunigt wird, also seine Geschwindigkeit in Betrag oder Richtung ändert, wirkt eine Kraft. Die Kraft ist F=ma.

3. Für jede Kraft gibt es eine Gegenkraft mit selbem Betrag, aber exakt entgegengesetzter Richtung.

Ich denke, soweit warst du schon.

Die Bewegungen kommen z.B. durch die Interaktion zweier Bezugssysteme miteinander. Das Auto in deinem Beispiel sei mal in System 1 und dein Abschlepplaster in System 2. Jetzt übst du eine Kraft aus auf das Auto, indem du die Seilwinde anziehst. Dann scheint das Auto auf dich zuzukommen, denn du bist in System 2. 

Du könntest aber auch im Auto sitzen, also System 1, und den Abschlepplaster auf dich zukommen sehen. Das ist damit gemeint. 

Anderes Beispiel: Versteh dich selber mal als Mittelpunkt des Universums und du hast einen Freund, der das für sich selber auch tut. Ihr beide nehmt jeweils ein Ende eines Seils in die Hand und stellt euch auf Skateboards. Jetzt ziehst nur du (!) an dem Seil und du wirst sehen, dass dein Freund auf dich zu kommt. Wenn ihr jetzt beide auf den Boden guckt, werdet ihr beide sehen, dass ihr euch relativ zur Erde bewegt, in entgegengesetzte Richtungen, und das obwohl nur du ziehst. 

Ihr bewegt euch beide, weil du auf das Seil eine Kraft F ausübst und das Seil eine Kraft -F auf deinen Freund ausübt. Wenn ihr beide gleich viel wiegt, bewegt er sich genauso weit wie du dich.

Andere Beispiele sind die Zentrifugalkraft und die Zentripetalkraft: Du wirst im Karussell nach außen geschleudert, weil du als träger Körper auf einer geraden Bahn bleiben willst, wirst aber durch die Zentripetalkraft nach innen gezogen. Wenn du auf einer Kreisbahn bleibst, ist die Zentrifugalkraft genauso groß wie die Zentripetalkraft, aber in entgegengesetzte Richtung, ist also deren Gegenkraft, nach Newton III. 

Der Knackpunkt ist also Relativität. Ein Bezugssystem wird auch Inertialsystem genannt, nach Inertia, lat. für Trägheit. Es ist ein unbeschleunigtes System, also eins indem keine äußeren Kräfte wirken (sowas gibt es natürlich nur in der Theorie). Die Effekte von Trägheit kommen erst bei Interaktion mehrerer Bezugssysteme zur Geltung (also Auto und Abschleppen, dein Freund und du auf den Skateboards, oder du auf dem Karussell und die Erde, auf der das Karussell steht).

Ich hoffe, das hat ein wenig Licht reinbringen können. Such mal nach Bildern zum Thema.

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Kommentar von Ahzmandius
11.04.2016, 20:31

Ihr bewegt euch beide, weil du auf das Seil eine Kraft F ausübst und das Seil eine Kraft -F auf deinen Freund ausübt

Ist leider Falsch. Du übst die Kraft F auf das Seil und die Kraft F wirkt duch das Seil auf den Freund. Die Kraft -F wirkt nicht auf den Freund, sondern auf dich selbst.

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Kommentar von Ahzmandius
11.04.2016, 22:29

Ich muss leider noch etwas mehr beanstanden:

Andere Beispiele sind die Zentrifugalkraft und die Zentripetalkraft: Du
wirst im Karussell nach außen geschleudert, weil du als träger Körper
auf einer geraden Bahn bleiben willst, wirst aber durch die
Zentripetalkraft nach innen gezogen. Wenn du auf einer Kreisbahn
bleibst, ist die Zentrifugalkraft genauso groß wie die Zentripetalkraft,
aber in entgegengesetzte Richtung, ist also deren Gegenkraft, nach
Newton III.

Das scheinbare Gelichgewicht zwischen Ztenrifugal und Zentripetalkraft hat eigentlich mit Newton 3 ncihts zu tun.

Die eigentliche Gegenkraft zu der Zentrpetalkraft (als Beispiel nehme ich mal Kugel am Seil), ist die Zugkraft des Seils.

Einfache Begründung warum die Zentrifugalkraft nicht die -F Kraft zur Zentripetalkraft sein kann:

1)Newton 3 ist per se nur für ein Inertialsystem gültig.

2)Betrachtet man die Kugel am Seil aus einem Inertialsystem, so existiert die Zentrifugalkraft gar nicht

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Trägheitskräfte gibt es nur im beschleunigten Bezugssystem selbst, und da ist die Kräftebilanz in der Tat 0. Auf einen fallenden Körper wirken aus Sicht der Erde nur eine Kraft, m * g <> 0, und dieser Körper wird auch dementpsrechend beschleunigt. Im Bezugssystem des Körpes gibt es eine zweite Kraft, die Trägheitskraft mit der Größe F(T) = - m * a, also ist die resultierene Kraft im beschleunigten Bezugssystem.

F'(res) = m * g + F(T) = m * g - m * a = m * g - m * g = 0.

Der Körper ist Kräftefrei. Dies ist ja auch klar, denn er ist erstens schwerelos und zweitens bewegt er sich nicht, denn in seinem eigenen Bezugssystem ist ein Körper logischerweise in Ruhe. Du siehst, dein Widerspruch ist keiner, man muss nur sauber die Bezugssysteme trennen.

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Das ein typischer Anfängerfehler (nicht wertend gemeint :-) )

Was du meinst, ist das Actio = -Reaktio.

Bei diesem Konzept ist wichtig zu verstehen worauf die Kräfte wirken:

Wenn du z.B. ein Objekt mit Kraft F ziehst, dann wirkt auch eine Kraft -F der Kraft F entgegen (so weit war es richtig)

Die Kraft F wirkt auf das gezogene Objekt, während die Kraft -F auf dich, den ziehenden Wirkt.

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Kommentar von lks72
11.04.2016, 20:24

Nein, in der Frage sind nicht Actio und Reactio beschrieben. Actio und Reactio sind zwei Kräfte an derselben Schnittfläche, die auf 2 verschiedene Körper wirken. Dies ist nur eine komplizierte Formuierung der Impulserhaltung.

In der Frage geht es aber um zwei Kräfte, die auf ein- und denselben Körper wirken, m * a und zum zweiten - m * a. Die erste Kraft könnte über ein Seil auf das Auto wirken (zum Beispiel), die zweite Kraft ist eine Trägheitskraft, die nur im Bezugssystem des Autos wirkt und Kräftegleichheit verursacht. m * a + (- m * a) = 0.

Mit Actio-Reactio hat das rein gar nichts zu tun.

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Kommentar von lks72
11.04.2016, 22:29

Der Fragesteller schreibt nicht: Man zieht das Auto mit der Kraft F weg und das Auto zieht mich mit -F, das ergibt sich 0. Dies wäre ein Verständnisproblem von Actio und Reactio. Er schreibt : Man zieht das Auto mit F und das Auto hat die Trägheit -F. (Etwas Hölzern formuliert). Und hier ist wirklich F + - F = 0 , weil es ein und derselbe Körper ist.Du bist aber im Bezugssystem des beschleunigten Autos. p.s. Jeder Impulstransport ist ein Paradebeispiel für Impulserhaltung, was hat das mit dem gezogenen Auto zu tun? Übrigens : Zieht man die Reibung in Betracht und zieht das Auto mit konstanter Geschwindigkeit , dan herrscht Kräftegleichgewicht innjedem Bezugssystem, und zwar Gleichgewicht zwischen der Kraft des Seils auf das Auto und der Kraft des Bodens auf das Auto. Und wieder hat dieses Kräftepaar nichts mit Actio und Reactio zu tun. Eine Trähgeitskraft gibt es hier im Auto nicht.

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Wie trenne ich bei dem Auto? Ich mein man kann auch von außen betrachten, dass bei zu großer Beschleunigung das Seil reißt. Und dann ist man ja nicht im Bezugssystem. Das Auto ist Träge, obwohl es steht.

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