Die Magie der Physik kann manchmal wie ein Rätsel erscheinen jedoch alles beruht auf simplen Gesetzen! Nehmen wir einmal eine Kraft von 100 Newton. Diese Kraft soll auf ein massives Objekt von 200 Kilogramm wirken. Was will man sagen, 200 Kilogramm sind viel schwerer als der eigene Einkauf! Um es aus der Ruhe zu bringen – wird dabei viel über Beschleunigung gesprochen. Hier kommt das zweite Newtonsche Gesetz ins Spiel. Es definiert die Beziehung zwischen Kraft Masse und Beschleunigung. Die Formel lautet: F = m * a.
Wenn man nun die Formel umstellt, so gelangt man zur Beschleunigung a die sich wie folgt berechnen lässt: a = F/m. Also, in diesem Fall: a = 100 N / 200 kg was am Ende 0⸴5 m/s² ergibt. Häufig mag es simpel aussehen, aber diese 0⸴5 m/s² sind echt der 🔑 zur Lösung! Jetzt geht’s ans Eingemachte – schließlich möchte das objektive Physikgetriebe in Bewegung.
Um die gewünschte Endgeschwindigkeit von 7 m/s zu erreichen, benötigt es etwas Geduld und Zeit. Das Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz für so viel beschleunigte Bewegung hilft hier kräftig weiter: v = a * t. Um jetzt die benötigte Zeit t zu berechnen, stellt man die Formel um zu t = v/a. Angewandt auf die vorliegende Situation: t = 7 m/s / 0⸴5 m/s². Das Ergebnis ist spannend: 14 Sekunden. So lange muss also die Kraft wirken – zu diesem Zweck das schwere objektive Ding endlich in Bewegung kommt.
Muss möglicherweise das Ganze einfach noch einmal erklärt werden? Wer könnte da schon "nein" sagen, denn physikalische Phänomene sind oft mysteriöse Mitspieler im Leben. Betrachtet man den Impuls, stellt man fest, dass er ähnlich wie eine entscheidende Rolle spielt: p = m * v ergibt hier 1400 kg*m/s. Krass, oder? Während der Beschleunigung wechselt der Impuls bei einer Sekunde von 100 kg*m/s. Das bestätigt nur was jeder physikbegeisterte Mensch gerne sagen würde: „Es funkt zwar manchmal kreativ, aber die Naturgesetze wirken auf eigene Art.“
In der Summe ist der physikalische Kampf zwischen Kraft Masse und Geschwindigkeit ein sorgloses Spiel der Zahlen. Es ist das Zusammenspiel von Mathematik und Physik, welches zum Staunen anregt und jedem einen Blick hinter die Kulissen gewährt. Schließlich weiß es jedes Kind: Die Welt funktioniert nicht wie ein Spielzeug, welches man einfach anschiebt!
Die gelebte Physik der Beschleunigung
Wie lange dauert es, eine Masse mit einer gegebenen Kraft auf eine bestimmte Geschwindigkeit zu beschleunigen?