Newtons drittes Gesetz - actio = reactio richtig verstehen — Transcript

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1. 0:01Stell dich auf ein Skateboard und stoße
2. 0:03eine Wand. Du rollst rückwärts, obwohl
3. 0:06sich die Wand keinen Millimeter bewegt.
4. 0:08Wer hat dich da gestoßen? Die Antwort
5. 0:11ist das dritte Gesetz von Newton, das
6. 0:14Wechselwirkungsgesetz.
7. 0:16Es ist verblüffend einfach und wird
8. 0:18trotzdem oft missverstanden. Heute
9. 0:21räumen wir mit dem größten Denkfehler
10. 0:24auf und damit schließen wir unsere ganze
11. 0:26Dynamik-Serie ab. Los geht es.
12. 0:29Zu Risiken und Nebenwirkungen dieses
13. 0:30Videos gilt: Vollständig durch KI
14. 0:32erstellt. Auch diese Stimme ist geklont.
15. 0:33Wörter können deshalb falsch betont und
16. 0:35Abbildungen nicht ganz korrekt sein. Die
17. 0:36Physik ist von Hand geprüft. Bei Fragen
18. 0:38Lehrperson oder Physikbuch konsultieren.
19. 0:39Viel Spaß beim Lernen.
20. 0:41Das dritte Gesetz sagt: Kräfte treten
21. 0:44immer paarweise auf. Übt ein Körper A
22. 0:47eine Kraft auf einen Körper B aus, dann
23. 0:50übt B gleichzeitig eine gleich große
24. 0:52Kraft auf A aus in genau die
25. 0:55entgegengesetzte Richtung. Auf
26. 0:56Lateinisch sagt man dazu: Actio gleich
27. 1:00Reactio. Wirkung gleich Gegenwirkung. Es
28. 1:03gibt also keine einsame Kraft. Drückst
29. 1:06du irgendwo, drückt es immer gleich
30. 1:08stark zurück. Bitte merkt ihr diesen
31. 1:10Satz: Zu jeder Kraft gehört eine gleich
32. 1:14starke Gegenkraft.
33. 1:17Und jetzt kommt ein entscheidender
34. 1:19Punkt. Pass gut auf. Kraft und
35. 1:22Gegenkraft greifen an zwei verschiedenen
36. 1:25Körpern an. Die eine Kraft wirkt auf den
37. 1:27einen Körper, die Gegenkraft auf den
38. 1:30anderen. Niemals beide auf denselben.
39. 1:34Das klingt unscheinbar, aber genau hier
40. 1:36passieren fast alle Denkfehler. Schreibt
41. 1:39ihr das groß auf. Verschiedene Körper.
42. 1:43Schauen wir es uns an der Hand und der
43. 1:46Wand an. Deine Hand drückt auf die Wand.
44. 1:50Das ist die erste Kraft. Sie wirkt auf
45. 1:52die Wand. Im selben Moment drückt die
46. 1:55Wand mit genau gleicher Stärke zurück
47. 1:57auf deine Hand. Das ist die Gegenkraft,
48. 2:00sie wirkt auf die Hand. Zwei Pfeile
49. 2:03gleich lang entgegengesetzt, aber sie
50. 2:06sitzen an verschiedenen Körpern, der
51. 2:08eine an der Wand, der andere an der
52. 2:10Hand. Spürst du es? Drück fester gegen
53. 2:13die Wand und die Wand drückt fester
54. 2:16gegen dich.
55. 2:18Jetzt der große Denkfehler, dem fast
56. 2:20alle aufsitzen. Wenn die beiden Kräfte
57. 2:22gleich groß und entgegengesetzt sind,
58. 2:24müssten sie sich doch aufheben, oder?
59. 2:27Dann dürfte sich gar nichts bewegen.
60. 2:29Falsch. Aufheben können sich nur Kräfte,
61. 2:32die am selben Körper angreifen. Kraft
62. 2:35und Gegenkraft sitzen aber an
63. 2:37verschiedenen Körpern. Auf die Wand
64. 2:39wirkt nur die eine Kraft, auf die Hand
65. 2:41nur die andere. Jeder Körper spürt nur
66. 2:44seine eigene. Darum bewegt sich die
67. 2:46Schwimmerin nach vorne, obwohl die Wand
68. 2:48gleich stark zurückdrückt.
69. 2:51Ein schönes Beispiel ist der fallende
70. 2:53Stein. Die Erde zieht den Stein nach
71. 2:56unten mit der Gewichtskraft, das
72. 2:58wusstest du schon. Aber nach dem dritten
73. 3:02Gesetz zieht der Stein die Erde mit
74. 3:04genau gleicher Kraft nach oben. Gleich
75. 3:07stark, entgegengesetzt an zwei Körpern.
76. 3:12Warum fällt dann der Stein zur Erde und
77. 3:14nicht die Erde zum Stein? Wegen der
78. 3:16Masse. Dieselbe Kraft beschleunigt den
79. 3:19leichten Stein stark und die schwere
80. 3:21Erde fast gar nicht. Der Stein mit einem
81. 3:25Kilogramm bekommt 10 m/s²
82. 3:28die Erde mit ihren riesigen 6 x 10^24
83. 3:33kg
84. 3:33nur 10^24,
85. 3:36das merkt niemand.
86. 3:39Das dritte Gesetz ist der Grund, warum
87. 3:41du dich überhaupt fortbewegen kannst.
88. 3:44Beim Gehen drückt dein Fuß nach hinten
89. 3:46gegen den Boden, der Boden drückt mit
90. 3:49der Gegenkraft nach vorne gegen dich.
91. 3:52Diese Gegenkraft schiebt dich vorwärts.
92. 3:55Beim Schwimmen drückst du das Wasser
93. 3:56nach hinten, das Wasser drückt dich nach
94. 3:59vorne und eine Rakete stößt heiße Gase
95. 4:02nach unten aus. Die Gase stoßen die
96. 4:04Rakete nach oben, so fliegt sie sogar im
97. 4:06leeren Weltall, wo es nichts zum
98. 4:08Abstoßen gibt, außer dem eigenen
99. 4:11Treibstoff. Immer dasselbe Muster. Du
100. 4:13drückst etwas weg und es drückt dich in
101. 4:15die Gegenrichtung.
102. 4:18Jetzt kommt die Aufgabe, an der sich
103. 4:20entscheidet, ob du es wirklich
104. 4:21verstanden hast. Eine Tasse steht auf
105. 4:24einem Tisch. Auf die Tasse zeichnen wir
106. 4:26zwei Kräfte, die Gewichtskraft nach
107. 4:28unten und die Normalkraft nach oben. Sie
108. 4:32sind gleich groß und entgegengesetzt.
109. 4:35Die Tasse bleibt ja in Ruhe. Die große
110. 4:38Frage lautet also, sind die
111. 4:40Gewichtskraft und die Normalkraft hier
112. 4:43Kraft und Gegenkraft im Sinne des
113. 4:45dritten Gesetzes? Denk kurz nach, bevor
114. 4:48wir es auflösen.
115. 4:51Die Antwort ist nein und der Grund ist
116. 4:53genau unser Schlüssel. Die Gewichtskraft
117. 4:56und die Normalkraft greifen beide an
118. 4:58derselben Tasse an. Damit können sie
119. 5:01kein Kraft-Gegenkraft-Paar
120. 5:04sein. Sie sind nur zwei Kräfte, die sich
121. 5:07an der Tasse zufällig die Waage halten.
122. 5:10Die echten Paare verstecken sich
123. 5:12woanders. Die Normalkraft vom Tisch auf
124. 5:14die Tasse hat als Gegenkraft die Kraft
125. 5:18der Tasse auf den Tisch. Zwei Körper.
126. 5:22Und die Gewichtskraft der Erde auf die
127. 5:24Tasse hat als Gegenkraft die Anziehung
128. 5:26der Tasse auf die Erde. Wieder zwei
129. 5:29Körper. Merkt ihr die Faustregel: Ein
130. 5:32echtes Paar erkennst du daran, dass du
131. 5:34die Körper vertauschen kannst. A auf B
132. 5:37und B auf A.
133. 5:40Zum Schmunzeln noch der Lügenbaron von
134. 5:42Münchhausen. Er behauptete, er habe sich
135. 5:44am eigenen Schopf aus dem Sumpf gezogen,
136. 5:47das kann nicht funktionieren. Die Hand
137. 5:50zieht am Haar nach oben, das Haar zieht
138. 5:52mit der Gegenkraft an der Hand nach
139. 5:55unten. Beide gehören zum selben Körper.
140. 5:57Solche inneren Kräfte heben sich für den
141. 6:00ganzen Körper auf. Von innen kannst du
142. 6:03dich nicht beschleunigen. Du brauchst
143. 6:05immer etwas von außen, das zurückdrückt,
144. 6:08den Boden, das Wasser, die Luft.
145. 6:11Fassen wir das dritte Gesetz in drei
146. 6:13Eigenschaften zusammen. Erstens, Kraft
147. 6:16und Gegenkraft sind gleich stark.
148. 6:19Zweitens, sie zeigen in entgegengesetzte
149. 6:22Richtungen. Drittens, und das ist das
150. 6:25Wichtigste, sie greifen an verschiedenen
151. 6:27Körpern an, darum heben sie sich nie
152. 6:30auf. Wenn du diese drei Punkte im Kopf
153. 6:32hast, machst du beim
154. 6:34Wechselwirkungsgesetz
155. 6:35keinen Fehler mehr.
156. 6:38Eine kurze Übung für dich. Ich nenne
157. 6:40zwei Kräfte, du sagst, ob es ein echtes
158. 6:42Paar ist.
159. 6:44Der Fuß drückt den Boden nach hinten,
160. 6:46der Boden drückt den Fuß nach vorne.
161. 6:48Echtes Paar, denn die Körper sind
162. 6:51vertauscht. Fuß und Boden, die
163. 6:53Gewichtskraft auf ein Buch und die
164. 6:55Normalkraft auf dasselbe Buch. Kein
165. 6:58Paar, denn beide wirken auf das Buch.
166. 7:01Hast du beide richtig, dann hast du den
167. 7:03häufigsten Fehler der ganzen Mechanik
168. 7:06hinter dir.
169. 7:08Und damit schließen wir die
170. 7:09Dynamik-Serie ab. Wir haben mit den
171. 7:12Pfeilen begonnen und gesehen, dass
172. 7:14Kräfte eine Richtung haben. Wir sind den
173. 7:17langen Weg von Aristoteles bis Newton
174. 7:20gegangen. Wir haben die vier Kraftarten
175. 7:23kennengelernt, das zweite Gesetz, den
176. 7:25Luftwiderstand, die typischen Aufgaben,
177. 7:28die Trigonometrie und die schiefen
178. 7:31Kräfte. Und heute mit dem dritten Gesetz
179. 7:34ist dein Werkzeugkasten für die Mechanik
180. 7:37komplett. Danke fürs Mitmachen und bis
181. 7:40zum nächsten Thema.