30 12.5 Kanonenaufschläger Das 2. Newtonsche Gesetz Hier geht es um das 2. Newtonsche Gesetz, das man auch Aktionsprinzip nennt. Dabei geht es um alle möglichen Arten von Geschwindigkeitsänderung. Formel-1-Autos müssen eine Mindestmasse haben. Diese lag 2023 zum Beispiel bei 796 kg. Die Teams versuchen, diese Masse möglichst genau zu erreichen. Erkläre, warum das so ist. 1 L In der B 12.34 siehst du, wie sich das Tempo eines Autos mit der Zeit verändert, wenn der Fahrer zweimal voll aufs Gas steigt. Bei welcher der beiden Linien war der PKW stärker beladen? Und kannst du ablesen, wie viele Gänge das Auto hat? Zeichne ein „Tor“ auf den Tisch und lass eine Murmel von links nach rechts rollen. Wenn sie auf Höhe des Tores ist, gibst du ihr einen Stoß genau in Richtung Tor (B 12.35). Damit dir das exakt gelingt, kannst du zum Beispiel ein Brettchen nehmen. Überlege, wie sich die Kugel weiterbewegen wird, bevor du den Versuch machst. Überprüfe dann deine Vermutung. A 17 B 12.33 Formel1-Autos dürfen eine bestimmte Masse nicht unterschreiten. A 18 0 10 50 0 100 150 200 20 30 40 50 Geschwindigkeit km/h Zeit s B 12.35 Eine Murmel rollt von links nach rechts am Tisch vorbei. Bewegt sie sich nach dem Stoß weiter Richtung Tor oder woanders hin? B 12.34 Tempoveränderung bei Vollgas bei zwei verschieden starken Beladungen A 19 Damit du den Überblick bekommst, gehen wir noch einmal einen Schritt zurück, nämlich zum 1. Newtonschen Gesetz: Wenn auf ein Objekt keine Kraft wirkt, dann ändert es seine Geschwindigkeit nicht. Das ist in B 12.27 a dargestellt. Das 2. Newtonsche Gesetz ist gewissermaßen genau die Umkehrung. In seiner einfachsten Form lautet es so: Wenn auf ein Objekt eine Kraft wirkt, dann ändert es seine Geschwindigkeit. Es wird schneller, langsamer oder ändert seine Richtung. Kräfte führen immer zu Geschwindigkeitsänderungen, also zu Beschleunigung. Das ist in B 12.27 2 b bis d dargestellt. Im 2. Newtonschen Gesetz steckt enorm viel drinnen. Wir werden das Paket in aller Ruhe auspacken und uns die einzelnen Teile genau ansehen. B 12.36 Auf diesen Sandsack wirkt gerade eine Kraft. Seine Geschwindigkeit ändert sich daher. Das ist also ein Fall für das 2. Newtonsche Gesetz. Erinnere dich an die Geschwindigkeit . Sie wird durch einen Pfeil dargestellt. Der Pfeil hat eine Länge, die das Tempo angibt, und er hat eine Richtung, die die Bewegungsrichtung des Objekts anzeigt. Bei der Kraft, die den Buchstaben F hat, ist es ganz ähnlich. Die Kraft wird ebenfalls durch einen Pfeil dargestellt. Die Länge des Pfeils gibt die Größe der Kraft an, die Richtung des Pfeils ihre Wirkungsrichtung. In diesem Kapitel sind die Kraftpfeile immer rot dargestellt, um sie von den Pfeilen für Geschwindigkeit und Geschwindigkeitsänderung unterscheiden zu können (B 12.37). B 12.37 Ein Ziegelstein wird weggeschoben. Der Kraftpfeil zeigt dir die Richtung an, in die die Kraft wirkt. Die Kräfte sind im KSP des Ziegelsteins eingezeichnet. Ihre Länge zeigt die Größe der Kraft an. Du siehst, dass die zwei Hände bei b auf den Ziegelstein eine doppelt so große Kraft ausüben, wie die eine Hand bei a. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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