32 In B 12.43 siehst du, in welche Richtung Δv und somit auch die Kraft F zeigen muss. Du musst schräg gegen die Bewegungsrichtung schießen, damit die Kugel ins Tor geht. Bei einem echten Kopfball beim Fußballspielen wäre das natürlich genauso. Das ist schon sehr verblüffend, oder? B 12.43 Damit sich die Richtung der Geschwindigkeit um 90 ° dreht, muss die Geschwindigkeitsänderung schräg gegen die Bewegungsrichtung zeigen (a). In diese Richtung muss daher auch die eingesetzte Kraft zeigen (b). Bei jeder Richtungsänderung zeigt die einwirkende Kraft irgendwie quer zur Bewegungsrichtung, etwa bei einem Kopfball, wenn ein Auto durch die Kurve fährt, oder wenn du schaukelst, aber auch bei einem Satelliten, der um die Erde kreist (B 12.44). Weil in diesem Fall sich die Kraftrichtung immer dreht und unter 90° auf die Bewegungsrichtung steht, bleibt das Tempo gleich hoch. In T 12.1 sind noch einmal die drei Grundarten der Geschwindigkeitsänderung zusammengefasst. vorher nachher F Beschleunigung a keine keine b positiv c negativ d quer T 12.1: Die unbeschleunigte Bewegung (a; 1. Newtonsches Gesetz) und die drei Arten der Beschleunigung (b bis d; 2. Newtonsches Gesetz): Welcher Fall auftritt hängt davon ab, in welche Richtung die Kraft im Vergleich zur Geschwindigkeit zeigt. B 12.44 Kraft und Geschwindigkeit eines Satelliten, der um die Erde kreist. Die Kraft steht immer genau unter 90° zur Bewegungsrichtung und deshalb bleibt der Geschwindigkeitspfeil immer gleich lang und dreht sich nur. Es gibt noch weitere wichtige Dinge zum 2. Newtonschen Gesetz zu sagen, die wir uns der Reihe nach ansehen. Je größer die Masse des Objekts, desto kleiner ist die Geschwindigkeitsänderung bei einer Krafteinwirkung. Wenn du zum Beispiel einen Elefanten anschiebst (B 12.45), dann ist seine Geschwindigkeitsänderung natürlich viel geringer als bei einem Chihuahua. Deshalb kann man ja die Masse eines Gegenstandes auch darüber ermitteln, wie schwer es ist, in dem man diesen in Bewegung setzt oder abbremst (siehe Kap. 12.1). Nehmen wir an, ein Formal-1-Auto hat bei gleicher Leistung mehr Masse als ein anderes ( A 17 ). Bei Vollgas wird dann die Beschleunigung geringer sein. Weil das logischer Weise ein Nachteil ist, versucht man die Autos möglichst leicht zu machen. Dass bei einer größeren Masse die Beschleunigung sinkt, ist auch sehr gut an den beiden unterschiedlich schwer beladenen Autos in A 18 zu sehen. In beiden Fällen wird Vollgas gegeben. Im beladenen Zustand (blaue Kurve) beschleunigt das Auto aufgrund seiner größeren Masse aber nicht so stark. Weiters gilt beim 2. Newtonschen Gesetz: Je größer die Kraft ist, die auf ein Objekt ausgeübt wird, desto größer ist seine Geschwindigkeitsänderung. Das ist relativ leicht nachzuvollziehen. Der Smart in B 11.42 (S. 17) entwickelt viel weniger Kraft als der Dragster und beschleunigt daher auch viel weniger stark. Und je mehr Kraft du beim Schlagballwurf einsetzt, desto schneller wird der Ball. Dasselbe gilt natürlich auch beim Tennis (B 12.46). B 12.45 Je größer die Masse eines Objekts, desto geringer ist die Geschwindigkeitsänderung bei gleichem Krafteinsatz. B 12.46 Je größer die Kraft, desto größer die Geschwindigkeitsänderung. Das gilt auch beim Tennisservice. „Kanonenaufschläger“ hauen mit so viel Kraft auf den Ball, dass dieser über 260 km/h erreicht! Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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