Sexl Physik 5 RG, Schulbuch

Kompetenzbereiche: Mechanik 1 Kraft ist ein Begriff, der umgangssprachlich viel verwendet wird: Muskelkraft, Körperkraft, Windkraft, gesellschaftliche Kräfte, psychische Kräfte, politische Kräfte usw. Unsere intuitive Vorstellung ist, dass wir mit Kräften etwas bewegen können. Der Kraftbegriff in der Physik kommt dem Nahe, ist aber sehr präzise de- finiert. Kraft ist neben Energie wohl der wichtigste Begriff der Physik. Die Definition des- sen, was man unter Kraft versteht, stand am Anfang der Physik. G ALILEI hatte da- für die Voraussetzungen geschaffen. Im 17. Jahrhundert, einige Jahrzehnte nach Galileis Tod, definierte Isaac Newton auf der Basis des von Galilei formulierten Trägheitsgesetzes die Kraft als Ursache von Bewegungsänderungen. Newton schuf damit die Basis für den Aufbau der Physik und die Grundlage für die moderne Technik. Newton gelang es, mit dem von ihm geschaffenen Kraftbegriff die Gravitations- kraft zu beschreiben und damit die Basis für Voraussagen über das Geschehen im Universum zu legen. Für die Menschen zu Newtons Zeit war es unbegreiflich, dass dieselbe Kraft, die bewirkt, dass ein Apfel zu Boden fällt, auch dafür verantwort- lich ist, dass sich der Mond um die Erde und die Erde um die Sonne bewegt. Begin- nend mit Newton versuchte die Physik die Vielfalt von anscheinend unterschiedli- chen Kräften, die uns in der Natur begegnen, auf wenige einheitliche Kräfte zurück zu führen. Dieser Prozess dauerte einige Jahrhunderte und wir wissen heute nicht, ob er bereits abgeschlossen ist. Die Physik unterscheidet heute vier Grundkräfte : − die Gravitation als Wechselwirkung zwischen Massen − den Elektromagnetismus als Wechselwirkung von elektrischen Ladungen − die starke Wechselwirkung zwischen den Bausteinen der Atomkerne − die schwache Wechselwirkung Alles, was wir in der Natur beobachten, ist mit Hilfe dieser Grundkräfte zu erklä- ren. Die Gravitationskraft bestimmt die Bewegungen der Himmelskörper und ist dafür verantwortlich, dass wir nicht von der Erde davonfliegen. Elektromagneti- sche Kräfte sind für den Zusammenhalt von Atomen und Molekülen verantwort- lich, bestimmen die Eigenschaften der Materie und verhindern, dass wir durch Wände gehen können. Auch die Informationsübertragung mittels Licht und Funk beruht auf elektromagnetischen Wellen. Starke Wechselwirkungen bewirken den Zusammenhalt der Bausteine des Atomkerns. Schwache Wechselwirkungen sind für den Zerfall von Atomkernen verantwortlich. Alle genannten Kräfte können wir mit physikalischen Methoden messen. Gibt es noch weitere Kräfte? Alle bisher vorgebrachten Hinweise auf unbekannte Kräfte haben eines gemeinsam: Sie konnten von unabhängigen Personen nicht überprüft werden. Damit fallen solche Kräfte nicht in den Bereich der Physik. Medizinische oder technische Geräte, die auf der Basis solcher unbekannten Kräfte gebaut wur- den, haben sich immer als wirkungslos erwiesen. Links: Beim Sport sind es vor allem die Muskelkräfte, die für uns interessant sind. Mitte: Zwar sind „hypnotische Kräfte“ keine Kräfte im Sinne der Physik, doch lässt sich die Wirkung der Hypnose über die Neurophysik erfassen. Rechts: Was haben „Kraftwerke“ mit „Kraft“ zu tun? Die Kraft 2d65e4 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv