Big Bang 2, Schulbuch
31 4.2 Das zweite Newton’sche Gesetz gibt es wieder die drei schon bekannten Möglich keiten: Etwas wird langsamer ( B 4.18 b ), schneller ( c ) oder ändert seine Richtung ( d ). a) Wirken keine Kräfte, bleibt die Geschwindigkeit gleich. b) Wirken Kräfte, ändert sich die Geschwindigkeit in irgendeiner Form. Der Körper wird beschleunigt. B 4.18 In Worten lautet das zweite Newton’sche Gesetz so: Kraft ist Masse mal Beschleunigung. Beschleunigung bedeutet Geschwindigkeitsänderung in irgendeiner Form (siehe B 4.18 b bis d ). Wenn man das Gesetz als Formel anschreibt, sieht es so aus wie unten, wobei die Buchstaben von den englischen Begriffen f orce, m ass und a cceleration kommen. Die 100g Masse einer Schokolade werden von der Erde mit der Kraft von etwa 1N angezogen! B 4.19 Der Kraft hat man, zu Ehren des großen Physikers Isaac Newton , die Einheit Newton verpasst. In Kap. 5.1 wird noch genauer vom Zusammenhang zwischen Kraft und Masse die Rede sein. Damit du einen ersten Eindruck von der Größe Newton bekommst: Eine Tafel Schokolade mit 100g Masse wird von der Erde mit rund 1 Newton angezogen (siehe B 4.19 ). Je größer die Masse eines Objekts, desto schwerer ist es, seine Geschwindigkeit zu ändern, hat es in Kap. 3.1 (siehe auch 4.21 b ) B 4.20 geheißen. Die Formulierung „desto schwerer“ ist nicht sehr wissenschaftlich. Wir können diese aber jetzt präzisieren: Je größer die Masse eines Objekts, desto größer muss die Kraft sein, um seine Geschwindigkeit zu ändern. Um einen Elefanten anzuschieben ( B 4.20 ), brauchst du natür- lich wesentlich mehr Kraft als bei einem Chihuahua. Der Grund für die benö- tigte größere Kraft ist die größere Mas- se (siehe auch Kap. 3.1 ). Wenn du zwei der drei Variablen aus der Formel kennst, kannst du die dritte immer direkt ausrechnen. Die Formel kann bei allen Formen von Geschwindig keitsänderungen angewendet werden ( B 4.18 b bis d ). Wir sehen uns exemplarisch zwei Beispiele an, in denen Dinge schneller werden. Zum besseren Ver- ständnis formen wir auf a = F/m um. Bei gleicher Masse hängt die erzielte Beschleunigung von der anschiebenden Kraft ab. Wenn diese steigt, steigt die Beschleunigung ( B 4.21 a ). Diesen Zu sammenhang könnte man auch so aufschreiben: a = F /m . Wenn du etwas immer mit derselben Kraft anschiebst, dann hängt die Beschleunigung von der Masse ab. Wenn diese steigt, sinkt die Beschleuni- gung ab ( B 4.21 b ). Allgemein könnte man das so auf- schreiben: a = F/m . Mit diesem Wissen lassen sich die Aufgaben A7 und A8 beantworten ( 1 Info: Einmal zum Mond, bitte! ). Das zweite Newton’sche Gesetz gilt im ganzen Universum und ist daher auch für die Astronomie von großer Bedeutung ( 1 Info: Die Kurve kratzen ). Zweites Newton’schen Gesetz: a) Die Masse bleibt gleich. b) Die Kraft bleibt gleich. B 4.21 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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