34 12.6 Ironman vs. Superman Das 3. Newtonsche Gesetz Hier geht es um das 3. Newtonsche Gesetz, auch Wechselwirkungsprinzip genannt. Es klingt harmlos, aber seine Konsequenzen sind bemerkenswert! Du stehst auf einem Skateboard und wirfst einen Medizinball waagrecht weg. Was passiert mit dir? Wie kannst du das erklären? Zwei gleich schwere Personen stehen auf einem Skateboard und ziehen sich an einem Seil zueinander. Wo treffen sie sich? Erkläre, ob es einen Unterschied macht, wenn nur einer zieht. Wie funktionieren Raketen? Warum fliegt bei diesen hinten immer etwas raus (etwa B 12.47 oder B 11.43, S. 17)? Könnte es eine Rakete geben, wo hinten nichts rausfliegt? Begründe. Ironman und Superman sind aus verschiedenen Comic-Universen und können daher einander nicht treffen. Trotzdem die Frage: Bei einem ist der Flug ziemlich realistisch dargestellt, beim anderen nicht! Begründe, was damit gemeint ist. B 12.52 Superman und Ironman im Flug. Bei welchem der beiden ist das ziemlich realistisch dargestellt? A 20 B 12.50 Was passiert mit dir, wenn du den Medizinball wegschießt? Überlege zuerst, bevor du den Versuch praktisch durchführst. A 21 B 12.51 Wo werden sich die beiden Personen treffen? Spielt es eine Rolle, wer stärker zieht? A 22 A 23 Das 3. Newtonsche Gesetz oder Wechselwirkungsprinzip besagt: Kräfte treten immer paarweise auf. Beide Kräfte sind gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet. Zu jeder Kraft tritt also immer eine Gegenkraft auf. Wichtig: Diese beiden Kräfte wirken immer auf zwei unterschiedliche Objekte! Sehen wir uns mit diesem Wissen gleich einmal die Sache mit der Rakete an ( A 22 ). Es gibt eine Kraft, die von der Rakete auf den verbrennenden Treibstoff ausgeübt wird und diesen hinten hinausdrückt (B 12.53). Umgekehrt erzeugt aber der Treibstoff eine gleich große Gegenkraft, die auf die Rakete wirkt. Es ist diese Gegenkraft, die alle Raketen antreibt. Man spricht auch vom Rückstoß. Eine Rakete ohne Rückstoß kann nicht beschleunigen! B 12.53 Was eine Rakete antreibt: Die Rakete drückt den Treibstoff mit einer bestimmten Kraft hinaus. Wir nennen diese Kraft FRakete-Treibstoff. Die dabei entstehende Gegenkraft FTreibstoff-Rakete drückt die Rakete nach vorne weg. Genau denselben Effekt hast du auch, wenn du den Medizinball auf dem Skatebord wegschießt A 20 . Du erzeugst eine Kraft, mit der du den Ball wegschießt. Umgekehrt erzeugt aber der Ball eine Gegenkraft, die dich in die Gegenrichtung schiebt. Weil du eine größere Masse hast als der Ball, wirst du weniger stark beschleunigt (siehe S. 32) und bewegst dich daher langsamer. Bei den zwei Skateboards in A 21 ist es ähnlich. Hier wird allerdingst nicht geschubst, sondern gezogen. Und weil die Personen dieselbe Masse haben, treffen sie einander in der Mitte, egal wer zieht. Aus dem 3. Newtonschen Gesetz folgt eine sehr interessante Sache: Ein Objekt alleine kann seine Geschwindigkeit nicht ändern. Es muss immer ein zweites Objekt beteiligt sein, etwa Rakete und Treibstoff, Person und Medizinball oder Person und Person. Dieses Prinzip macht auch vor Superheldinnen und Superhelden nicht halt! Damit diese fliegen können, muss irgendwas in die Gegenrichtung fliegen. Bei Ironman ist das richtig dargestellt, bei Superman nicht – aus ihm fliegt ja nichts raus ( A 23 ). Dieser physikalische Fehler verdirbt dir aber hoffentlich nicht den Spaß beim nächsten Superman-Film! Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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