Das Trägheitsgesetz
Max steht auf der Heimfahrt im Bus und hält sich nicht fest. Was passiert wenn der Bus anfährt?
Klar, Max fällt nach hinten um. Max hat eine Masse. Massen haben die Eigenschaft träge zu sein. Das heißt, eine Masse will in ihrem momentanen Bewegungszustand verharren. Bevor der Bus angefahren ist, war der Körper von Max in Ruhe.
Wenn der Bus anfährt, dann ist die Masse von Max bestrebt, in Ruhe zu bleiben. Die Füße von Max stehen auf dem Boden. Zwischen den Schuhsolen und dem Bus herrscht Reibung, so dass „die Schuhe mit dem Bus gemeinsam anfahren“. Die Füße bewegen sich also mit dem Bus nach vorne, während der Körper von Max der Bewegungsänderung (dem Anfahren) einen Widerstand entgegensetzt. Wenn Max sich nicht festhält, oder die Bewegung mit einem Ausfallschritt ausgleicht, dann fällt er nach hinten.
Was passiert, wenn der Bus bremst?
Max fällt nach vorne. Das Prinzip ist das gleiche wie beim Anfahren. Max hat eine Masse. Massen haben die Eigenschaft träge zu sein. Das heißt, eine Masse will in ihrem momentanen Bewegungszustand verharren. Bevor der Bus abbremste, bewegte sich Max mit dem Bus. Wenn der Bus abbremst, dann ist die Masse von Max bestrebt, in Bewegung zu bleiben. Max wird sich also weiter nach vorne bewegen.
Video zum Trägheitsgesetz
Eine Masse hängt an einem Faden. An der Unterseite der Masse ist ein zweiter Faden befestigt.
Was passiert, wenn an dem unteren Faden gezogen wird? Welches der Seile wird reißen?
Welcher Faden reißt, das liegt daran, wie man zieht.
- Ziehen wir sehr langsam, dann wird der obere Faden reißen.
- Ziehen wir sehr schnell, dann wird der untere Faden reißen.
Bei diesem Versuch kommen die folgenden Eigenschaften einer Masse zum Tragen. Eine Masse ist:
- schwer
- träge
Ziehen wir sehr langsam, dann wirken auf den oberen Faden die Gewichtskraft FG der Masse und die Kraft Fzug , mit der wir am Faden ziehen. Auf den unteren Faden wirkt nur die Kraft Fzug , mit der wir am Faden ziehen. Auf den oberen Faden wirkt also eine größere Kraft.
FG + Fzug > Fzug
Der obere Faden wird reißen.
Ziehen wir sehr schnell am Faden, dann nutzen wir die Trägheit der Masse aus. Das Massestück ist bestrebt, in seinem momentanen Zustand zu verharren und setzt jeder Bewegungsänderung einen Widerstand entgegen. Je schneller wir ziehen, desto geringer wirkt sich die Zugkraft auf den oberen Faden aus. Auf den oberen Faden wirkt fast nur die Gewichtskraft. Daher wird der untere Faden reißen.
Das Trägheitsgesetz - "lex prima"
Ein Körper verharrt in Ruhe, oder in gradlinig gleichförmiger Bewegung, solange keine Kraft auf ihn wirkt.
Man findet verschiedene Formulierungen für das Trägheitsgesetz, aber alle haben den gleichen Aussagegehalt.
zu den NEWTONschen Axiomen
- Trägheitsgesetz
- Wechselwirkungsgesetz
- NEWTONsches Grundgesetz