Versuch 3. Newtonsches Gesetz?
Hallo, wie lassen sich die folgenden Versuchsergebnisse erklären (s. Foto). Die Federwaagen zeigen in der Hängeposition alle 0 an, d. h. Ihre Eigenmasse ist zu vernachlässigen. 3 zeigt 1N, 1 und 2 jeweils 0,5 N an. Wie kann man das mit dem Prinzip actio = reactio erklären?
1 Antwort
Auf die Masse wirkt eine Kraft von 1N nach unten. Wenn die Masse nicht beschleunigt wird, muss die Federwaage 3 auf ihn eine Kraft von 1N nach oben ausüben. Nun kann man sich nach oben angeln: Die Federwaage 3 greift mit 1N am Körper an, also (actio=reactio) greift der Körper auch mit 1N an der Federwaage 3 an. Damit die Federwaage 3 in Ruhe bleibt, muss auf sie wiederum durch den Balken eine Kraft von 1N nach oben ausgeübt werden. Also (actio=reactio) übt die Federwaage auch eine Kraft von 1N nach unten auf den Balken aus. Und so weiter...
Bzw. es verwirrt mich, dass hier Kräftepaare nach actio = reactio wirken, aber die Kräftesumme des Systems trotzdem 0 sein muss, da es sich ja in Ruhe befindet
Ich verstehe nicht, wie die Federwaage 3 auf das Gewicht eine Kraft nach oben ausüben kann. Das Gewicht ist ja räumlich unter der Federwaage 3, also würde das Gewicht auf die Federwaage 3 eine Kraft nach oben ausüben und die Federwaage eine Kraft nach unten auf das Gewicht.
Die Waage übt eine Kraft auf die Masse nach oben aus, die Masse hängt ja an der Feder der Waage. Das ist analog zum Fall, wo eine Masse an einem Seil hängt und durch das Seil eine Seilkraft auf die Masse nach oben wirkt.
Stehst Du auf einer Personenwaage, so wirkt von dieser auf Dich auch eine (Normal-)Kraft nach oben.
Bzw. es verwirrt mich, dass hier Kräftepaare nach actio = reactio wirken, aber die Kräftesumme des Systems trotzdem 0 sein muss, da es sich ja in Ruhe befindet
Jeder Körper (die 0.1kg-Masse und alle Waagen) befinden sich in Ruhe, da sich die Kräfte, die auf die jeweiligen Körper wirken, gegenseitig aufheben. Ebenso befindet sich das ganze System, bestehend aus allen Federwaagen und der 0.1kg-Masse, in Ruhe, da sich die von aussen am System angreifenden Kräfte aufheben. Dies hat aber nichts mit actio=reactio zu tun, denn eine Gegenkraft wirkt immer auf den zweiten Körper, mit dem eine Wechselwirkung stattfindet.
Bespiele
-0.1kg-Masse: Gewichtskraft 1kN nach unten, entgegengesetzt gleichgrosse Kraft von der Federwaage 3 nach oben.
-Ganzes System aus allen Federwaagen und 0.1kg-Masse: Von aussen greifen am System an a) die Gewichtskraft von 1kN nach unten - die Massen der Federwaagen sollen ja vernachlässigbar sein. Und b) es wirken je 0.5N auf die Federwaagen 1 und 2 durch die Aufhängung an der Decke nach oben.
Ich glaube, jetzt habe ich es endlich verstanden, dankeschön :). Der Knackpunkt der Aufgabe ist also: Das betrachtete System besteht nur aus den 3 Federwaagen (das war mir erst nicht klar) und die Anzeige von 0,5N auf den Waagen 1 und 2 hat nichts mit dem unten angehängten Gewicht zu tun, sondern man muss sozusagen darauf kommen, weil die Summe aller Kräfte gleich 0 sein muss?
Also Summe Kräfte: 2*0,5 N (nach oben auf 1 u. 2, ausgeübt durch Aufhängung) - 1N (nach unten auf 3, ausgeübt durch Gewicht) = 0, Subtraktion wegen der unterschied. Richtungen dieser von außen am System angreifenden Kräfte
Wäre das so richtig?
Ich verstehe nicht, wie die Federwaage 3 auf das Gewicht eine Kraft nach oben ausüben kann. Das Gewicht ist ja räumlich unter der Federwaage 3, also würde das Gewicht auf die Federwaage 3 eine Kraft nach oben ausüben und die Federwaage eine Kraft nach unten auf das Gewicht. Oder wie ist das mit den Richtungen gemeint?