|
SG009d
Der verhinderte Fall ins Bodenlose ©
H. Hübel Würzburg 2013
|
Impres-sum |
Ertappt! Du hast gerade an dein Meerschweinchen gedacht, als dein Lehrer dich aufruft und nach dem Wechselwirkungsgesetz fragt. Du weißt zunächst gar nicht, worum es geht und würdest am liebsten "im Boden versinken".
Aber das geht nicht, obwohl die Gewichtskraft mit der beträchtlichen Kraft von schätzungsweise 500 N an dir in Richtung Erdmittelpunkt, den Schwerpunkt der Erde, zieht.
Ganz klar: Die Gewichtskraft auf dich wird aufgehoben
durch eine exakt gleich große Kraft, die nach oben wirkt. Beide
Kräfte haben den gleichen Angriffspunkt, sagen wir, deinen Schwerpunkt.
An dir besteht Kräftegleichgewicht zwischen der Gewichtskraft, die an
deinem Schwerpunkt angreift und
(erfolglos) nach unten zieht, und einer zweiten Kraft mit
gleichem Angriffspunkt, die dich (genauso erfolglos) nach oben drückt.
Du wirst nicht beschleunigt.
Es ist anschaulich klar, dass es die Unterlage, der Erdboden ist, die verhindert, dass du "ins Bodenlose" fällst. Indem nämlich die Gewichtskraft dich auf den Boden zieht, ihn also belastet, verformt er sich leicht und erzeugt eine Gegenkraft, die dieser Belastung entgegenwirkt. Damit dem Boden das gelingt, muss er der Ursache der Verformung entgegenwirken, also an deinem Körper angreifen. Formal gilt also:
FG + FB = 0 (oder auch: FG = - FB )
FG ist dabei Gewichtskraft und FB
die Kraft des Bodens auf dich.
Mit FG = - FB wird ausgesagt, dass beide Kräfte entgegengesetzt gerichtet (-) und von gleichem Betrag sind und gleichen Angriffspunkt haben.
Manchmal wird versucht, dies mit dem Wechselwirkungsgesetz
für das Körperpaar "du -
Erde" zu begründen. Sicher ist, dass auf dich eine
Gewichtskraft wirkt. Sie geht von der Erde aus und greift an
deinem Schwerpunkt an. Sie wirkt nach "unten", zum Schwerpunkt der
Erde hin. Wegen actio gegengleich reactio muss gleichzeitig
eine entgegengesetzt gleiche Kraft wirken, die von dir ausgeht und
am Schwerpunkt der Erde angreift. Da die beiden Kräfte an
unterschiedlichen Punkten angreifen, können sie sich nicht
gegenseitig aufheben. Wenn beide Kräfte könnten, würden sie beide
den Abstand zwischen dir und dem Schwerpunkt der Erde verringern.
Interessanter Versuch, aber leider missglückt!
Das ist aber auch völlig klar: würde sich die Erde plötzlich auf ihren Schwerpunkt zusammenziehen, würde actio gegengleich reactio unverändert weiter gelten, aber dir wäre der "Boden unter den Füßen entzogen" und du würdest "ins Bodenlose" fallen.
Du solltest vielmehr das Körperpaar
"du - Unterlage" ins
Spiel bringen. Als Folge der Kraft FG,
die dich auf die Unterlage zieht, also an deinem Schwerpunkt
angreift, entsteht nach und nach eine Kraft von der
Unterlage auf dich zurück, also FB.
Beide Kräfte werden schließlich entgegengesetzt gleich und
greifen an deinem Schwerpunkt an. So kannst du erklären, wie
die Kraft FB entsteht. Dieses
Kräftegleichgewicht braucht zum Entstehen eine gewisse kleine
Zeit. Bis sich FB und
das Kräftegleichgewicht voll entwickelt haben, sinkst du
geringfügig in die Unterlage ein.
( September 2024 )