Big Bang 2, Schulbuch

33 4.3 Das dritte Newton’sche Gesetz Was eine Rakete antreibt. B 4.26 Die Rakete drückt den verbrennenden Treibstoff mit einer Kraft nach hinten raus ( B 4.26 ). Umgekehrt drückt aber der Treibstoff mit einer gleich großen Kraft in die Gegenrichtung auf die Rakete. Es ist diese Gegenkraft , die alle Raketen antreibt – und übrigens auch alle fliegenden Superhelden ( 1  Info: Superman und Co. ). Superman und Co. Das dritte Newton’sche Gesetz macht auch vor einem Superhelden nicht halt! Damit er fliegen kann, müs- sen irgendwelche Teilchen aus seinem Körper in die Gegenrichtung fliegen ( B 4.27 ). Bis heute ist aber noch nicht geklärt, um welche es sich dabei handeln könn- te. Erst wenn Superman im All ist, dann gibt es keine Luftreibung mehr, und es gilt der Trägheitssatz . Dann fliegt er auch ohne Antrieb mit gleicher Geschwindig- keit dahin. So funktioniert Supermans Antrieb. B 4.27 Sehen wir uns etwas wirkliche Verblüffendes aus dem Alltag an: ein fahrendes Auto ! Man sagt ja, dass die Räder ein Auto antreiben, aber das stimmt nicht! Die Kraft der Räder wirkt nicht auf das Auto, sondern auf die Straße und drückt diese nach hinten. Die Straße wiederum erzeugt eine Gegenkraft , die das Auto an- schiebt ( B 4.28 ; A11 ). Ist das nicht abgefahren? B 4.28 Das Auto schiebt die Straße nach hinten, die Straße schiebt das Auto nach vorne! Kleine Masse bedeutet große Beschleunigung und umgekehrt. Nehmen wir das zweite Newton’sche Gesetz dazu, um die Sache besser zu verstehen. Wenn die Massen der beiden Objekte gleich groß sind, sind das auch die Be- schleunigungen. Deshalb treffen sich beide Skate­ boarder immer in der Mitte ( A12 ), egal, wer wie stark zieht. Je größer die Masse eines Objekts, desto kleiner ist seine Beschleunigung bei derselben Kraft ( B 4.21 b ). Der doppelt so schwere Astronaut fliegt deshalb nur halb so schnell weg ( A14 ). Beim fahrenden Auto ist das noch extremer. Die Stra- ße ist ja mit der Erde verbunden. Das Auto schiebt also die ganze Erde nach hinten! Unglaublich, aber wahr! Diese hat aber eine so unfassbar große Masse (siehe B 3.6 , S. 21 ), dass die Beschleunigung nicht zu bemerken ist. Das ist durch das große m und das kleine a in B 4.28 links unten angedeutet ( 1  Info: Die Erde verschieben ). Die Gegenkraft auf das Auto ist zwar gleich groß, weil aber seine Masse viel viel kleiner ist als die der Erde, wird es ordentlich nach vorne beschleunigt. Das ist durch das kleine m und das große a rechts unten angedeutet. Die Erde verschieben Immer wenn du gehst oder springst, schiebst du die Erde in die Gegenrichtung weg – natürlich unmerkbar! Wie groß ist diese Verschiebung? Nehmen wir als extremes Beispiel, dass eine Milliarde Menschen gleichzeitig in die Höhe springen . Die Erde würde sich selbst in diesem Fall nur um 0,000.000.000.000.01m in die Gegenrichtung bewegen. Das ent- spricht dem Durch- messer eines Atomkerns (siehe Kap. 9.1 ). Wenn die Menschen wieder am Boden landen, hat auch die Erde wieder ihre ursprüngliche Position. Das dritte Newton’sche Gesetz oder Wechselwir­ kungsprinzip tritt immer dann auf, wenn zwei Objekte aufeinander einwirken. Dann treten immer zwei gleich große, aber entgegengesetzt gerichtet Kräfte auf. Wie stark die beiden Objekte jeweils beschleunigt werden, hängt von ihrer Masse ab. B 4.29 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv