Big Bang 2, Schulbuch

42 5 Beispiele für Kräfte Wenn man den Querschnitt an der dicksten Stelle eines Muskels kennt, kann man seine Kraft abschätzen. B 5.23 Sehnen haben eine Zugfestigkeit von unglaublichen 7000N pro cm 2 ! An eine Sehne mit 1 cm 2 Querschnitts­ fläche kannst du also 700kg hängen, ohne dass sie k. o. geht. Die Achillessehne ( B 5.23 b ), die stärkste Sehne des Körpers, kann man im Extremfall mit 18.000N belasten! Man könnte mit ihr ein Auto mit 1,8 t senkrecht in die Höhe ziehen! Weil Sehnen etwa 100-mal so viel Kraft pro Fläche aushalten, wie ein Muskel erzeugen kann, sind sie sehr dünn. Daraus ergibt sich die typische bauchige Form eines Muskels. In B 5.23 a siehst dazu ein Zahlenbeispiel. Damit du das Gewicht des Rucksacks halten kannst ( A14 ), müssen deine Muskeln in Summe eine gleich große Gegenkraft erzeugen ( B 5.24 ). Nicht nur zum Zusammenzie- hen, auch zum Halten einer Position muss ein Muskel Kraft aufwenden! Dazu müssen ebenfalls die Myosinköpfchen hin und her kippen ( B 5.22 c ). Dafür ist Energie notwendig, und deshalb ist auch das Halten einer Position anstrengend. Stehen ist anstrengender als Sitzen, weil dabei mehr Muskeln angespannt werden müssen. Die einzige ruhende Position, in der keine Muskeln arbeiten, ist das entspannte Liegen. Deine Muskeln erzeugen ihre Kraft, indem sich winzige Eiweißfäden aneinander entlanghangeln. Dadurch kann sich der Muskel zusammenziehen oder einer äußeren Kraft standhalten. Ein Muskel kann pro Quadratzentimeter etwa 70N an Kraft erzeugen. B 5.24 5.4 Der Fakir am Nagelbrett Der Druck Der Druck ist mit der Kraft verwandt, denn er ist Kraft pro Fläche . In vielen Fällen ist es sinnvoller, nicht die einwirkende Kraft anzugeben, sondern eben diesen Druck! Dazu sehen wir uns einige Beispiele an. A15 In B 5.25 siehst du, wie es sich ein Fakir auf einem Nagelbrett gemütlich macht. Warum wird seine Haut nicht von den Nägeln durchbohrt? Verfügt er über Zauberkräfte? B 5.25 A16 Klar, ein scharfes Messer schneidet besser als ein stumpfes. Aber warum eigentlich? Was ist der wichtige Punkt dabei? Und wie schmal ist ein wirklich scharfes Messer an der Klinge vorne? A17 Nimm einen spitzen Bleistift so wie in B 5.26 zwischen die Finger und drücke langsam stärker zu! Was spürst du und vor allem wo? Welche Erklärung hast du dafür? A18 In B 5.27 siehst du verein- facht dargestellt die typische Form eines Röhrenknochens . Warum sind diese an den Enden immer dicker als in der Mitte? A19 Nimm eine Styroporplatte als Unterlage ( B 5.28 ). Lasse dann eine Masse von 1 kg (entspricht einer Gewichtskraft von 10N) auf ver­ schiedene Dinge drücken, etwa Murmeln, Würfel, ein Holzbrettchen oder einen aufgestellten Nagel. Was drückt sich am stärks- ten in das Styropor? Warum? B 5.26 B 5.27 B 5.28 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv