25 Bewegungen und Kräfte Welche Auswirkung hat die Masse eines Fahrzeugs auf sein Fahrverhalten? Emilia nimmt ihre Freundin auf dem Gepäckträger ihres Fahrrades mit. Sie muss sich sehr anstrengen, um ein höheres Tempo zu erreichen (Abb. 25.1). Als sie beim Abbremsen vor einer Kreuzung fast nicht rechtzeitig zum Stehen kommt, meint sie: „Wir steigen besser ab und gehen zu Fuß.“ Erkläre mit der Newtonschen Bewegungsgleichung → F · ∆t = m · ∆ → v , warum sich Emilia beim Treten mehr anstrengen muss. Weshalb war es eine gute Entscheidung von Emilia, den weiteren Weg zu Fuß zurückzulegen? Schaut euch dazu auch Abb. 25.1 an. Beschreibe, was beide Mädchen falsch machen. Ein Fahrzeug mit kleiner Masse und ein Fahrzeug mit großer Masse sollen in der gleichen Zeit die gleiche Geschwindigkeit erreichen. Das ist nur möglich, wenn auf das Fahrzeug mit großer Masse eine größere Kraft wirkt. Damit das Fahrzeug mit großer Masse stehen bleiben kann, müssen auch die Bremsen eine größere Kraft bewirken. Beachte daher, dass Fahrzeuge mit großer Masse nicht sofort anhalten können, wenn du die Straße betrittst! Wenn ein Fahrzeug mit zu großer Masse beladen ist, so ist die Kraft, die die Bremsen bewirken, nicht ausreichend, um es rechtzeitig zu stoppen! Bei Fahrzeugen ist daher ein „höchstzulässiges Gesamtgewicht“ angegeben. A3a A3b 25.1 Auf eine größere Masse muss in derselben Zeit eine größere Kraft wirken, um ein höheres Tempo zu erreichen. 25.2 Nach dem Bremsen bewegt sich ein Güterzug noch mehr als 300 m weit, bevor er stehen bleibt. Nägel im Balken Schlage mit möglichst wenigen Hammerschlägen einen Nagel in einen dickeren Holzbalken vollständig ein. Achte dabei darauf, dass die Fläche des Hammers die Fläche des Nagelkopfes gerade trifft. Probiere Hämmer, deren Köpfe unterschiedliche Massen haben. Achtung, Verletzungsgefahr: Trage Schutzbrille und Handschuhe. Halte den Nagel zu Beginn mit einer Zange fest. Weshalb benötigst du bei einem Hammerkopf mit größerer Masse weniger Hammerschläge? Schreibe eine Erklärung in dein Physikheft. V2 A4 Hammerkopf Wie kannst du die Gefahr von Verletzungen im Sport senken? Beim Sport können große Kräfte mit kurzer Einwirkungsdauer auf deinen Körper wirken. Dadurch kommt es häufig zu Verletzungen. Durch das Trainieren von richtigen Körperhaltungen und Bewegungsabläufen können die auf den Körper wirkenden Kräfte gering gehalten werden. Beim Halten eines Balls vor einem Tor sind die auf die Hand wirkenden Kräfte groß, wenn der Ball gefangen oder zurückgegeben wird (Abb. 25.3). Wird der Ball abgelenkt, so bekommt er eine niedrigere Zusatzgeschwindigkeit und übt weniger Kraft aus. Beim Springen werden vor dem Aufkommen die Knie abgewinkelt (Abb. 25.4). Der Sprung wird „abgefedert“, die Einwirkungsdauer des Aufpralls vergrößert sich. Die auf den Körper wirkende Kraft ist kleiner. In Turnhallen werden elastische weiche Matten als Schutz vor Verletzungen auf den Boden gelegt (Abb. 25.5). Wie können sie vor Verletzungen schützen? Erkläre mit der Newtonschen Bewegungsgleichung. A5 25.3 Halten, zurückgeben oder ablenken? 25.4 Körperhaltung beim Weitsprung 25.5 Matten schützen vor Verletzungen. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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