Big Bang 2, Schulbuch

29 4.1 Das erste Newton’sche Gesetz Wie ist das, wenn du in einem ruhig fahrenden Zug etwas fallen lässt oder in die Höhe springst ( A5 )? Auch das kann man mit Hilfe des Trägheitssatzes überlegen und begründen ( 1  Info: Ein wirklich weiter Weit­ sprung ). Die Trägheit spielt übrigens auch bei deinem Gleichgewichtssinn eine große Rolle ( 1  Info: Ganz schön schwindlig! ). Ein wirklich weiter Weitsprung Die Höchstgeschwindigkeit auf der Westbahnstrecke beträgt 250km/h . Nimm an, der Zug rast mit dieser Geschwindigkeit dahin ( B 4.13 ). Natürlich hast du in- nen dasselbe Tempo drauf. Nun springst du in die Höhe. In horizontaler Richtung wirken keine Kräfte . Nach dem Trägheitssatz ändert sich daher deine Ge- schwindigkeit in dieser Richtung nicht. Du bewegst dich daher auch im Sprung nach wie vor mit 250 km/h nach rechts und bleibst daher immer über derselben Stelle . Allerdings machst du von außen gesehen mit 35m einen wirklich weiten Weitsprung! Weil keine ho- rizontalen Kräfte wirken, fallen auch alle Dinge im Zug exakt senkrecht nach unten. Während des Sprunges ändert sich deine Horizontalgeschwindigkeit nicht. Du bleibst daher immer über derselben Stelle. B 4.13 Ganz schön schwindlig Die Trägheit ist für deinen Gleichgewichtssinn äußerst wichtig. Im Innenohr gibt es die Bogengänge ( B 4.14 a ), die an ein dreidimensionales Brezel erin- nern und mit einer Flüssigkeit (Endolymphe) gefüllt sind. In den Ampullen ( b ) befinden sich Sinneshär­ chen . Wenn du den Kopf drehst und somit beschleu- nigst, bleibt die Flüssigkeit im Inneren auf Grund der Trägheit zurück und verbiegt die Härchen ( c ). So kann dein Körper Bewegungen des Kopfes feststellen. Ein Airbag öffnet sich in unglaublichen 3/100 Sekunden komplett und sorgt für einen weicheren Aufprall. B 4.12 Dass gar keine Kräfte auf ein Objekt wirken, also zum Beispiel weder Anziehungskraft noch Reibung, kommt nur im Weltall vor. Es gibt aber im Alltag trotzdem viele Situationen, in denen man die wirkenden Kräfte vernachlässigen kann und die man daher mit Hilfe des Trägheitssatzes sehr gut versteht. Nehmen wir zum Beispiel die Skateboardfahrerin in B 4.10 ( A3 ). Auf Grund der Trägheit bewegt sich der Kopf mit gleicher Geschwindigkeit weiter. B 4.10 Zunächst fährt sie ohne Geschwindigkeitsänderung dahin. Jede Sekunde legt sie denselben Weg zurück. Dann prallt das Board gegen den Randstein und bleibt plötzlich stehen. Durch die Reibung wirkt auf die Füße eine bremsende Kraft, aber der Kopf be- kommt davon nichts mit und bewegt sich einfach weiter . Keine Kraft, keine Geschwindigkeitsänderung – Trägheit eben! Die Fahrerin würde sagen, dass sie nach vorne kippt. Aber von außen gesehen bewegt sie sich eigentlich mit gleicher Geschwindigkeit weiter. Links: Auto bleibt stehen, Oberkörper bewegt sich weiter. Rechts: Auto fährt an, Oberkörper bleibt in Ruhe. B 4.11 Auch bei einem Auffahrunfall ( A4 ) spielt die Trägheit eine große Rolle. Nimm an, das linke Auto rollt mit gleichbleibender Geschwindigkeit auf das rechte, stehende Auto auf ( B 4.11 a ). Beim Aufprall ( b ) wird das linke Auto stark abgebremst. Der Kopf des Fahrer bewegt sich mit gleicher Geschwindigkeit weiter und der Oberkörper fliegt daher aus seiner Sicht nach vorne. Deshalb sind Gurt und Airbag lebensnotwendig ( B 4.12 )! Das rechte Auto wird durch den Crash angeschoben, also schneller. Der Kopf des Fahrers bleibt aber auf Grund der Trägheit an derselben Stelle. Ohne Nackenstütze würde man sich die Halswirbel- säule böse verletzen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv