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