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SG007c Von "Kontaktkräften" zu "Fernwirkungskräften"
© H. Hübel Würzburg 2023

Geschwindigkeit

Kraft

Glossar

Physik für Schülerinnen und Schüler

Impres-sum

Im Mittelalter ging man von den täglichen Erfahrungen aus: Was man damals unter Kräften verstand ging primär von den eigenen Muskelkräften aus. Sie konnten nach damaliger Erfahrung erst wirksam werden, wenn die Hand oder die mittels eines Werkzeugs "verlängerte Hand" direkt am Gegenstand "angriff". Dann wirkte eine heute so genannte "Kontaktkraft". Einige Situationen gab es, die man ebenso zu verstehen versuchte, z.B. der Wurf eines Steins oder einer Geschosskugel nach dem Ablösen von der Hand oder dem Verlassen des Geschützes. Man behalf sich mit heute eigenartig anmutenden Vorstellungen, dass z.B. Engel Kontaktkräfte ausübten, durch die Stein oder Geschoss vorwärts getrieben wurden. Eine raffiniertere, aber immer noch falsche Vorstellung war die Vermutung, dass sich hinter dem Stein Luftwirbel bilden sollten, die den Stein mit Kontaktkräften vorwärtstreiben sollten. Und ganz kluge Wissenschaftler - wie schließlich Newton - erfanden nach jahrhundertelangen Mühen den Begriff des Impulses (vor Newton "impetus" genannt), der bei der Beschleunigung im Stein hinterlassen wurde, aufgrund dessen sich der Stein ohne weitere Kraft vorwärts bewegen sollte, falls nicht noch eine Reibungskraft wirkt. Er verstand dann schon die Kraft als Ursache für eine Beschleunigung und nicht als Ursache für eine Bewegung, verwendete also den heutigen Kraftbegriff.

Einer dieser Wissenschaftler war der Magdeburger Otto von Guericke (1602 - 1686), der dir wahrscheinlich von seinen spektakulären Vakuumversuchen her bekannt ist. Er glaubte - und bewies das auch mit seinen Versuchen mitten im Dreißigjährigen Krieg - an die mögliche Existenz eines Vakuums, z.B. auch im Weltall. Daraus ergab sich für ihn die Frage, wie es denn möglich ist, dass Erde und Mond oder auch Sonne und Erde durch den luftleeren Raum hindurch über gewaltige Entfernungen hinweg Kräfte aufeinander ausüben können, wo also garantiert keine Kontaktkräfte wirksam sein können.  Die Gravitationskraft hielt er für eine solche "Fernwirkungskraft", die - nach heutiger Kenntnis - zwischen allen Gestirnen und Galaxien wirkt. Um solche Kräfte plausibel zu machen, experimentierte er mit damals weitgehend unbekannten elektrischen Kräften, baute sich eine Elektrisiermaschine und konnte durch die Beschleunigung von Papierschnitzeln über eine Entfernung von einigen Dezimetern hinweg Kräfte ohne Berührung nachweisen. Otto von Guericke gilt so als Vor- bzw. Zuarbeiter von Isaak Newton (1643 - 1727), der dann tatsächlich mit dem heutigen Kraftbegriff, dem Begriff des Impulses (von ihm "momentum" genannt) und langreichweitigen Gravitationskräften den Bau unseres Planetensystems aufklären konnte.

Eine Kontaktkraft kann man sich ganz konkret vorstellen. Man glaubt zu verstehen, wie sie wirksam werden kann. Eine Fernwirkungskraft wie die Gravitationskraft oder eine elektrische Kraft dagegen ist viel abstrakter und ihre Wirksamkeit lässt sich nicht materiell verstehen. Wie real sie dennoch ist, erkennen wir z.B. an der korrekt zu verstehenden Planetenbewegung.

( Juni 2025 )