28 12.4 Weltraum: unendliche Weiten Das 1. Newtonsche Gesetz In diesem Abschnitt geht es um das 1. Newtonsche Gesetz, das man auch Trägheitsgesetz nennt. Es spielt im Weltall eine Rolle, aber zum Beispiel auch bei Unfällen im Straßenverkehr. Die Raumsonde Voyager 1 wurde 1977 gestartet. 2023 war sie bereits über 24 Milliarden km entfernt. Sie besitzt keine Antriebsraketen! Wie lange wird sie weiterfliegen: a) 100 Jahre, b) 1000 Jahre, c) 1 Million Jahre oder d) noch viel, viel länger? B 12.24 Die Voyager 1 fliegt am Saturn vorbei. Das folgende Experiment solltest du in der Wirklichkeit nur gut gepolstert ausprobieren! Eine Skateboarderin fährt mit konstanter Geschwindigkeit dahin. Beschreibe, was ihr passiert, wenn sie gegen die Gehsteigkante fährt und warum. B 12.25 Nur gut gepolstert zu empfehlen… Auffahrunfall! Der hintere Fahrer kracht in das stehende vordere Auto. In welche Richtung werden die beiden Insassen geschleudert und warum? Wer braucht den Airbag und wer die Nackenstützen? Du lässt in einem ruhig dahinfahrenden Zug etwas fallen. Beschreibe, wie das Ding fällt: Senkrecht? Oder nach hinten gegen die Flugrichtung? Und wie ist das, wenn du senkrecht in die Höhe springst? Landest du wieder an derselben Stelle? A 13 A 14 A 15 B 12.26 A 16 Du weißt schon: Von einer unbeschleunigten Bewegung spricht man, wenn sich die Geschwindigkeit in keiner Form ändert. Das ist in B 12.27 nur bei a der Fall. In den drei anderen Fällen (also b bis d) handelt es um beschleunigte Bewegungen. Bei diesen ändert sich die Geschwindigkeit in irgendeiner Form. Das sehen wir uns in Kap. 12.5 noch ganz genau an. Und das bringt uns zu Sir Issac Newtons erstem Gesetz, dem Trägheitssatz. In diesem geht es um unbeschleunigte Bewegungen. Der Trägheitssatz lautet: Wenn auf ein Objekt keine Kraft wirkt, dann ändert es seine Geschwindigkeit nicht. Du könntest es auch ausführlicher so formulieren: Wenn auf ein Objekt keine Kraft wirkt, dann wird es weder schneller, noch langsamer, noch ändert es seine Richtung. Es ist so wie in B 12.27 a. Am besten verstehst du das anhand der Voyager 1 ( A 13 ). Diese Sonde befindet sich weitab von Sternen und Planeten und spürt daher keinerlei Anziehungskraft. Weil es im Weltall keine bremsende Luft gibt, wirken auf die Voyager 1 in Summe keine Kräfte. Sie fliegt und fliegt und fliegt, und zwar ohne Geschwindigkeitsänderung, bis sie irgendeinmal auf etwas prallt. Das wir aber noch seeehr lange dauern, weil der Weltraum ist seeehr leer. In SciFi-Filmen sind Raumschiffe im All meist falsch dargestellt (B 12.28). Warum kann man bei einem Raumschiff die Triebwerke abschalten, wenn man das gewünschte Tempo hat, bei einem Flugzeug aber nicht? Und warum muss man beim Auto immer am Gas stehen und beim Rad immer strampeln, damit man nicht langsamer wird? 2. Newton´sches Gesetz a b c d vorher nachher B 12.27 Ein Satellit im All. Im Fall a handelt es sich um eine unbeschleunigte Bewegung. Fälle b bis d sind beschleunigte Bewegungen. B 12.28 Wenn man das gewünschte Tempo hat, kann man im All die Triebwerke abdrehen. Das sieht aber natürlich nicht so cool aus… Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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