Newton berechenen ohne Beschleunigung?
Die Formel für Newton ist ja F = m*a aber was ist wenn ich keine beschleunigung habe wirkt dann gar keine kraft auf etwas ein? Wenn ich z.b. auf einem Sofa sitze beschleunige ich ja nicht aber das polster wird immer noch zusammengedrückt und ich habe immer newton
4 Antworten
Das erinnert an ein berühmtes Gedankenexperiment von Albert Einstein:
Jemand befindet sich in einem geschlossenen Fahrstuhl, der an einem Seil hängt. Die Erdbeschleunigung (oder Fallbeschleunigung) beträgt g = 9,81 m/s².
Das ist die Gravitationsfaldstärke der Erde (vermindert um Fliehkraft-Effekte wegen der Erdrotation). Die Gewichtskraft ist G = m * g. (also auch Kraft = Masse * Beschleunigung)
Wenn jetzt die Gravitation wegfiele, aber dafür jemand mit a = 9,81 m/s² Beschleunigung das Seil nach oben zieht, bemerkt der Mensch im Fahrstuhl keinen Unterschied. Auf ihn wirkt jetzt die Kraft F = m * a, sie ist identisch mit der Gewichtskraft.
https://de.wikipedia.org/wiki/%C3%84quivalenzprinzip_(Physik)
Einstein ging es bei diesen Überlegungen unter anderem darum, ob Licht durch Gravitation angezogen wird.
Wenn ein waagerechter Lichtstrahl den beschleunigten Fahrstuhl kreuzt, beobachtet man eine Parabelbahn.
Es liegt nahe, dass man im ersten Fall (Fahrstuhl im Gravitationsfeld) genau so eine Parabelbahn beobachten müsste. Das ist dann aber die Wurfparabel des Lichtstrahls.
F = ma (Erde = mg)
Wenn du auf einem Stuhl sitzt wirst du von der Schwerkraft in den Stuhl gepresst. Deine Geschwindigkeit ändert sich nicht.
Aber:
Diese Kraft ist genauso groß wie die, wenn du irgenwo im Weltall (fernab jeder Schwerkraft) auf dem Stuhl sitzend mit der Beschleunigung g deine Geschwindigkeit veränderst.
Träge Masse und schwere Masse sind gleichwertig.
Wenn du auf dem Sofa sitzt wirst du permanent von der Erdbeschleunigung beschleunigt.
Du veränderst durch diese Beschleunigung aber nicht deine Geschwindigkeit, weil die Kraft des Bodens bzw. der Oberfläche permanent der Erdbeschleunigung entgegen wirkt. In der Summe sind die Kräfte dann Null.
Nein, die Geschwindigkeit kann unter gewissen Bedingungen trotz permanent wirkender Beschleunigung konstant bleiben. Beachte die drei Newtonschen Axiome.
Je nach Ort unterschiedlich.
Im mittel rechnet man aber mit 9,81 m/s².
Ergänzent zu meinem obigen Kommentar:
Es geht hier um die drei Newtonschen Axiome:
- Ein kräftefreier Körper bleibt in Ruhe oder bewegt sich geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit (wobei Kräftefrei auch bedeutet, dass die Summe aller Kräfte Null ist).
- F = m * g -> Kraft ist Masse mal Beschleunigung
- Kraft gleich Gegenkraft: Eine Kraft von Körper A auf Körper B geht immer mit einer gleich großen, aber entgegen gerichteten Kraft von Körper B auf Körper A einher
ok danke aber wenn ich das ausrechne komme ich bei 100kg und der beschleunigung von 9,81 auf 981 newton. Der polsterbereich eines standartmäßigem sofas wird allerdings schon bei 40newton zu 40% zusammengedrückt. Dadurch wäre theoretisch bei einer 100kg schweren person kaum noch polster da. Praktisch ist aber noch über 50% polster vorhanden. Was habe ich falsch gemacht?
An der Rechnung selbst ist nichts falsch.
40 N erscheint mir aber recht wenig. Das sind ja nur 4,07 kg. Außerdem fehlt der bezug zu einer Fläche.
Sicher dass da nicht sowas steht wie 40 N/dm², also Kraft pro Fläche?
Hmmm...
Dann hat die Polsterung keine lineare Kennline sondern ist sehr stark progressiv. Enthält die Polsterung möglicherweise einen Federkern?
Oder wir verstehen etwas anderes unter der Polsterung eines Standardsofas als der Autor des genannten Kennwertes..
Die Formel für Newton ist ja F = m*a
Aha, was ist dieses Newton? Das ist die Formel der Kraft F, für ein sehr häufig eintretender Fall innerhalb der Newtonschen Mechanik - nämlich das wir keine Massenänderung über die Zeit t haben.
Ansonsten lautet es akkurat und in jedem Fall gültig:
So, bleiben wir bei F=ma... du hast Recht, wenn eine Masse nicht beschleunigt wird, dann wirkt auch keine Kraft. Newton sagte dazu, dass der Körper genau dann in seiner gleichförmig-geradlinigen Bewegung verharrt. Das könnte auch absolute Ruhe sein, mit einem v = 0 m/s
Wenn du dich auf das Sofa setzt, frage ich dich noch einmal, ob du dir wirklich sicher bist, ob du wirklich keine Kraft auf den Sitz ausübst. Bedenke, es gibt eine Fallbeschleunigung und zum anderen bedeutet Beschleunigung, dass sich die Geschwindigkeit v über die Zeit t ändert.
Genau deshalb gilt folgende Beziehung:
Wenn du auf dem Sofa sitzt wirst du permanent von der Erdbeschleunigung beschleunigt.
Dann müsste sich die Geschwindigkeit verändern? Beschleunigung ist doch Geschwindigkeitsveränderung pro Zeit.