Kräfte und Beschleunigung?
es gilt F=ma
wenn ich mich nun bspw hinstelle vor einen Stein und schiebe den an, dann wirke ich ja mit einer Kraft auf ihn ein nun ist es ja so das eine Kraft Dinge beschleunigt. Der Stein wird aber nicht beschleunigt weil der Boden ja eine gleichgeordnet Gegenkraft aufbringt.
ich frage mich nun was ist nun ausschlaggebend ? Also sagt man das eine Kraft wirkt wenn etwas beschleunigt wird oder geht man den umgekehrten Weg das man sagt aus einer Beschleunigung folgt die Kraft.
Anderes Beispiel : ich beschleunige ein Auto. a=2m/s^2 -> durch die Maße des Autos nun eine Kraft F=ma
oder müsste man sagen: Das Auto wird mit der Kraft F beschleunigt daraus folgt die Beschleunigung F/m=a
also ich habe das Gefühl das man mal sagt es wirkt eine Kraft und daraus folgt eine Beschleunigung und das man an einer anderen Stelle sagt etwas wird beschleunigt deswegen ist die kraft so und so groß
hoffe frage ist verständlich
für nachfragen bin ich offen
5 Antworten
> hoffe frage ist verständlich
Ja - die Frage ähnelt stark der, ob Henne oder Ei zuerst da waren.
F = m * a ist identisch mit m * a = F
Aus der (resultierenden) Kraft als Ursache folgt die Beschleunigung als Wirkung.
Aus der beobachteten Beschleunigung kann man auf die Existenz einer Kraft als Ursache schließen.
Henne oder Ei zuerst
ad 1: Wenn Du ein paar Kraftmesser im Auto eingebaut hättest, könntest Du die Kraft auch messen. Ohne die Kraftmesser kannst Du aus der Beschleunigung die Kraft errechnen.
ad 2: Es hat seinen Grund, dass ich schrieb: "Aus der (resultierenden) Kraft ...", und die ist 0. Zwar schiebst Du mit 100 N gegen den Stein, aber gleichzeitig schiebt der Boden mit -100 N (Du erinnerst Dich, Kraft ist ein Vektor, und negatives Vorzeichen ist in Gegenrichtung), die Resultierende (vektorielle Summe aller Kräfte) ist Null, ergo auch die Beschleunigung.
Ok eine Sache zu 1 nochmal
wenn wir ein Auto haben Masse 1000kg und ich im Auto nochmal bspw 80kg
jetzt bremst das Auto mit 1080 N dann wirken auf mich ja genau 80N warum aber wirkt auf alle teile des Autos die gleiche Beschleunigung aber nicht die gleiche Kraft ? Also kann es auch andersherum sein?
Bzw vielleicht auch nochmal zu 2:
also wenn ich mit Kräften arbeite heißt das nicht immer das beschleunigungen resultieren nur wenn es eine Res. Kraft gibt. Aber was genau kann man sich dann vorstellen wenn ich sage ich drücke mit 10N gegen die Wand. Ein Vergleich wäre ja 10N ist die Kraft ein 1kg Klotz in der Luft zu halten.oder einen 1kg Klotz mit 10m/s^2 zu beschleunigen.
also könnte man sagen: Beschleunigung erfordert Kraft, wenn aber keine Beschleunigung vorhanden ist heißt das nicht das keine Kraft wirkt ?
zu Deiner Rückfrage ad 1:
Verstehe ich nicht - wieso sollte auf Dich die gleiche Kraft wirken wie auf den Rest des Autos? Am Auto zerren die Reifen bzw. die Strasse, an Dir nur der Gurt.
zu Deiner Rückfrage ad 2:
heißt das nicht immer das beschleunigungen resultieren nur wenn es eine Res. Kraft gibt.
Doch - wenn es eine resultierende Kraft gibt, führt die zur Beschleunigung.
wenn ich sage ich drücke mit 10N gegen die Wand.
Dann drückt die Erde mit 10 N dagegen, die resultierende Kraft ist 0, die Beschleunigung auch.
Vergleich wäre ja 10N ist die Kraft ein 1kg Klotz in der Luft zu halten.
Da die Erde mit 10 N am Klotz zieht: die resultierende Kraft ist 0, die Beschleunigung auch.
oder einen 1kg Klotz mit 10m/s^2 zu beschleunigen
Nach oben? Dann brauchst Du 20 N, auf dass nach Abzug der 10 N Gewichtskraft eine Resultierende von 10 N übrig bleibt.
Also was ich meine ist: wie kann man sagen, ich drücke gegen den Stein mit 100N“ wenn ich das selbst über eine Beschleunigung des Steins gar nicht feststellen kann
Weil Beschleunigung ja nicht das einzige ist, woran man eine Kraft erkennen kann. Die Verformung eines zwischengeschalteten Kraftmessers wäre eine andere Wirkung von Kraft, und anhand derer kannst Du sagen, dass Du mit 100 N gegen den Stein drückst. Und dass gleichzeitig der Stein mit 100 N gegen Dich drückt.
Ok
1.aber wenn etwas verformt wird dann ist irgendwann ja auch ein kräftegleichgewicht da wie kann dann ein Kraftmesser trotzdem feststellen das man gegen ihn drückt, wenn die resultierende Kraft 0 ist?
2.zu der einen Rückfrage nochmal: wenn das Auto bremst dann wirkt ja sowohl auf mich als auch das Auto eine negative Beschleunigung oder einfach eine bremsbeschlunigung.
meine Frage hierzu war, das ich mich halt gefragt habe, warum auf alle Körper also das Auto mich oder von mir aus auch der Gurt die gleiche Beschleunigung wirkt, nicht aber die gleiche Kraft. Ich dachte wenn das Auto mit 1000N bremst dann wirken diese 1000N auf alles im Auto.
3.um zum Schluss nochmal an oben anzuknüpfen: macht es Sinn zu sagen : „das Auto bremst mit 1000N“ also sagt man das Auto bremst mit der und der Kraft F daraus folgt Dann die und die Beschleunigung oder stellt man fest: das Auto beschleunigt so und so und daraus folgt das die und die Kraft wirken muss. Also wie du bereits gesagt hast die Frage nach dem Huhn und dem Ei
aber wenn etwas verformt wird dann ist irgendwann ja auch ein kräftegleichgewicht da wie kann dann ein Kraftmesser trotzdem feststellen
Weil das Gleichgewicht erst da ist, wenn eine bestimmte Verformung erzielt wurde. Genau diese Verformung "misst" der Kraftmesser.
Beim Auto kannst Du eben, wenn Du die Kraft kennst (eher unwahrscheinlich), daraus die Beschleunigung errechnen. Oder, wenn Du die Beschleunigung gemessen hast (das geht einfacher), daraus die Kraft errechnen.
Also Kraft und Beschleunigung ist wie Beschleunigung und Masse? Also das eine ist ursächlich für das andere?
hast du noch eine Idee zu 2.?
Also Kraft und Beschleunigung ist wie Beschleunigung und Masse?
Sorry, das verstehe ich nicht.
Also das eine ist ursächlich für das andere?
Kraft ist die Ursache der Beschleunigung.
Masse ist die Ursache dafür, dass zum Beschleunigen eine Kraft gebraucht wird.
Masse ist nicht die Ursache der Beschleunigung, und auch Beschleunigung ist nicht die Ursache von Masse.
hast du noch eine Idee zu 2.?
Nein, weil ich mir beim besten Willen keinen Grund dafür vorstellen kann, dass Du gleiche Kraft auf alle Körper im Auto erwartest. Dann müssten ja die kleinsten Teile ganz gewaltig beschleunigt werden und durch die Scheibe fliegen.
Sorry oben meinte ich natürlich, dass Kraft und Beschleunigung ja immer gemeinsam auftreten du sagtest das ja oben mit dem Huhn und dem Ei
f=m*a ist das gleiche wie m*a=f
ich war mir halt nicht sicher ob das eine immer aus dem anderen folgt. Ein anderes Beispiel wäre zb die Wellenlänge. Die Wellenlänge ist ja nicht einfach so da sie resultiert aus der Frequenz und der ausbreitungsgeschwindigkeit. Wobei c bspw materialkonstant ist und f abhängig von der anregefrequenz so dachte ich das es ja hätte sein können das eine Kraft nicht einfach da ist sondern das Resultat einer Beschleunigung ist
und zu der 2 Sache: das die Kraft nicht auf alles im Auto gleich ist: ich meine dann kann man ja einfach sagen es ist so. Scheinbar erfahren alle Körper dieselbe Beschleunigung hat die Welt halt so gemacht
Um es vielleicht besser auf den Punkt zu bringen: ich stelle mir immer noch die Frage : muss man sagen: eine Masse wird beschleunigt das heißt es wirkt eine Kraft ODER es wirkt eine Kraft und deshalb wird die Masse beschleunigt. Das klingt völlig gleich aber am Beispiel eines elektrons im e Feld wird es klarer. Das Elektron trägt eine Ladung deswegen erfährt es eine Kraft und wird beschleunigt das heißt hier ist die Kraft diese Ursache für die Beschleunigung und nicht die Beschleunigung die Ursache für die Kraft oder?
eine Masse wird beschleunigt das heißt es wirkt eine Kraft ODER es wirkt eine Kraft und deshalb wird die Masse beschleunigt
Beides richtig, wie ich schon mehrfach erwähnte. Natürlich ist die Kraft die Urasche und nicht umgekehrt. Über Ursache und Wirkung macht "das heißt" keine Aussage.
Und wenn Körper - im Rahmen der Messgenauigkeit - starr verbunden sind, dann erfahren sie auch - im Rahmen der Messgenauigkeit - die gleiche Beschleunigung.
Aber hast du vielleicht eine Idee wie man sich eine Kraft anschaulich vorstellen kann? Also wenn ich sage ich bremse das Auto mit 100N
wie kann man das sich vorstellen was da passierte
und man kann sagen Kraft ist Ursache von Beschleunigung und Beschleunigung ist Ursache von Kraft?
Was war denn unverständlich an meiner Aussage ca. 3 Kommentare früher?
Natürlich ist die Kraft die Urasche und nicht umgekehrt
Die anschaulichste Vorstellung für 100 N ist in meinen Augen die, dass Du einen 10-liter-Eimer voll Wasser trägst.
Hallo Lukas 2812,
Sobald Du einen Wagen anschiebst, wirkt Deine Muskelkraft auf den Wagen. Wäre der Wagen aus Styropor, wäre die notwendige Anschiebekraft kleiner, oder? Das heißt doch, dass die Kraft, um etwas anzuschieben, davon abhängig ist, wie schwer das Teil ist. Je schwerer der Wagen, umso träger verhält er sich. Diese Trägheit macht sich in einer Trägheiskraft bemerkbar, die Du überwinden musst. Deine Muskelkraft wirkt also gegen die Trägheitskraft des Wagens.
Die zweite Sache ist die Beschleunigung. Hast Du es eilig, und willst den Wagen möglichst schnell auf eine hohe Geschwindigkeit bringen, dann brauchst Du mehr Muskelkraft, als wenn Du das Anschieben ganz gemütlich angehen lässt. Fazit: Je stärker Du den Wagen beschleunigen willst, umso stärker musst Deine Muskelkraft sein.
Beides zusammen, träge Masse und beabsichtigte Beschleunigung, bestimmen, mit welcher Kraft sich der Wagen gegen eine Bewegung wehrt, bzw. wie viel Muskelkraft du einsetzen musst: F Muskel arbeitet immer noch gegen F Träge, und F Träge ist gleich Masse mal Beschleunigung.
Ich hoffe, das war einigermaßen verständlich ;-)
Aber wie kann man feststellen welche Kraft wirkt. Wenn ich fest gegen den Stein drücke er sich aber trotzdem nicht bewegt ist immernoch keine Beschleunigung vorhanden. Und dann ist doch nach m*a auch F null
Ja, der Stein wird ja auch nicht beschleunigt. Aber er wirkt mit genau derselben Gegenkraft, so dass sich die Kräfte aufheben. Ähnlich wie wenn du auf dem Boden stehst und der Boden mit der sog. "Normalkraft" dich hoch hält. Diese Gegenkraft ist einfach nur genau so groß, wie deine Druckkraft. m mal a hat damit nichts zu tun.
a) Kraft = Masse * Beschleunigung. b) Die Summe aller Kräfte ist immer null (sind immer im Gleichgewicht).
Wenn Du den Stein mit 10 kg drückst, drückt er mit 10 kg zurück, gibt aber die Kraft über den Boden an die Erde weiter.
Wenn nun der Boden nachgibt und nicht in der Lage ist, diese 10 kg weiterzureichen, würde ein Ungleichgewicht entstehen. Das tut es aber nicht, weil der Stein die ihm fehlende Kraftkomponente durch Masse * Beschleunigung ausgleicht. Der Stein bewegt sich in dem benötigten Ausmaß, um die Summe aller Kräfte wieder auf Null zu bringen.
Wenn die Summe der statischen Kräfte nicht 0 werden kann, kommt automatisch irgendwo eine Bewegung zustande, die durch Masse * Beschleunigung als ausgleichende Kraft, damit die Summe aller Kräfte = 0 ergibt.
Wenn der Stein sich nicht bewegt, obwohl Du drückst, ist die Kraft nicht groß genug, weil der Stein diese Kraft problemlos überr den Boden weitergeben kann. Oder anders ausgedrückt: Die ruhende Reibung zwischen Stein und Boden ist größer als Dein Drücken.
Versuch:Man nimmt eine reibungsfreie Unterlage,auf der eine Masse m gleichmäßig beschleunigt wird a=konstant
An der Masse m befindet sich eine Federwaage, mit der man die Zugkraft misst.
Das Ergebnis von Versuchen,wo man einmal die Masse m veränder und dann die Beschleunigung a (abwechselnd)
Ergebnis: F=m*a
oder speziell Fg=m*g
Fg=Gewichtskraft,diese zeigt immer zum Erdmittelpunkt
g=9,81 m/s² ist die Erdbeschleunigung
Merke:Die Ursache einer Kraft F ist immer eine Beschleunigung a !!
Es gibt 2 Fälle:
1) man sieht die Beschleunigung,beim Auto,wie es beschleunigt wird
2) man sieht sie nicht,bei der Gewichtskraft Fg,die Beschleunigung wirkt aber
Merke ."Aktio gleich Reaktio"
Merke:Eine Masse m verharrt in ihrem Bewegungszustand,so lange keine äußere Kraft auf sie einwirkt.
Wirkt eine äußere Kraft auf die Masse ein,so reagiert diese mit einer gleich großen Gegenkraft F=m*a.
Beispie: Ein Auto wird beschleunigt.
1) eine Zeichnung machen mit der Masse m
2) die Kräfte an der Masse antragen mit richtiger Wirkrichtung
3) Gleichgwichtsbedingung anschreiben
Fr-F=0
Fr=F=m*a
Fr=Reifenkraft,die zwischen der Straße und den Reifen wirkt
F=m*a ist die Reaktionskraft (Trägheitskraft) der Masse m
Versuchen wir es mal von einer anderen Seite her aufzurollen. Den Begriff "Kraft" benötigst du eigentlich gar nicht. Alles was du brauchst ist der Impulserhaltungssatz.
Ein Körper ändert seinen Impuls, also muss ein anderer (oder mehrere andere) einen gleich großen entgegen gesetzten Impuls annehmen.
Mit F=dp/dt=m*a und actio = reactio erhältst du nämlich:
F1 = dp1/dt, F1 = -F2, F2 = dp2/dt => dp1/dt + dp2/dt = 0.
Den Begriff "Kraft" führst du das also ein, wenn dich nur interessiert wie sich der zu betrachtende Körper verhält und der Ursprung dieser Impulsänderung egal ist. Die Kraft steht also für eine Impulsänderung eines anderen Körpers.
Betrachten wir zwei Körper, welche über das elektromagnetische Feld miteinander wechselwirken. Der Körper 1 emittiert ein Photon und da das Photon einen Impuls trägt erfährt der Körper 1 eine Impulsänderung. Diese Impulsänderung bzw. die Kraft wird nun von dem Photon auf einen den Körper 2 übertragen, der den Impuls aufnimmt.
Die Impulsänderung bzw. die Kraft wäre also schon vor der Änderung des Zustandes von Körper 2 da gewesen. Bei Körper 1, wo die Impulsänderung herstammt, ist die entstehende Kraft mit der Impulsänderung stark verknüpft.
es gilt F=m a
genau - wenn aber eine "Gegenkraft" (egal wie) eine Beschleunigung verhindert ist diese Formel nicht relevant.
Also - nur für Massen, welche sich durch eine Kraft tatsächlich bewegen lassen kann mit dieser Formel gerechnet werden dies gilt auch, wenn kleinere Gegenkräfte (aktiv oder passiv !) der betrachteten Karft entgegen wirken.
Also du meinst das man erst mit der resultierenden Kraft was berechnen kann?
Also was ich meine ist: wie kann man sagen, ich drücke gegen den Stein mit 100N“ wenn ich das selbst über eine Beschleunigung des Steins gar nicht feststellen kann
ich drücke gegen den Stein mit 100N“ .......gar nicht feststellen kann
genau - mit einer Beschleunigung kannst du ja überhaupt nichts feststellen, auch nicht deine 100N.
Du brauchst also entsprechende Sensoren/Messeinrichtungen mit welchen du Kräfte vergleichen kannst.
m* a aus wenn mal keine Beschleunigung
Verstehe ich nicht. In dem Ausdruck ist doch Beschleunigung benannt.
Formuliere deine Einlassung ohne Widerspruch.
Du könntest eine Federwaage zwischenschalten, dann könntest die Kraft auch feststellen. Für das Verständnis spielt es keine Rolle, ob die Größe der Kraft Dir bekannt ist oder nicht. Wenn Du die Kraft stetig vergrößerst, wird der Stein irgendwann über die Reibung nicht mehr weitergeben können und sich stattdessen bewegen. Damit ist die Summe aller Kräfte = 0 wieder hergestellt.
Also ist es mal so mal so oder immer beides gemeinsam?
1.also ich meine zb wenn ich in einem Auto sitze und das auto bremst mit 100N dann kann ich ja an sich keine Aussage darüber treffen welche Kraft auf mich wirkt das geht dann ja nur über die resultierende Beschleunigung oder?
2.wie ist es wenn ich zb einen Stein anschieben will auf den Stein wirkt ja eine Kraft von mir aber der Stein wird aufgrund der Reibung nicht beschleunigt also ist a null und damit ist doch nach m*a auch F= 0
also es ist natürlich nicht so aber ohne Beschleunigung können wir doch auf keine Kraft schließen oder?