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von Ron Kurtus (überarbeitet am 11. Juni 2019)

Wenn eine äußere Kraft auf ein Objekt ausgeübt wird, widersteht es einer Änderung der Geschwindigkeit oder Beschleunigung. Dieser Widerstand wird als Trägheitskraft bezeichnet. Da es sich nicht um eine angewandte oder äußere Kraft handelt, wird sie auch als fiktive Kraft bezeichnet.

Das Konzept basiert auf den Newtonschen Bewegungsgesetzen, einschließlich des Trägheitsgesetzes und des Aktions-Reaktions-Gesetzes.

Die Trägheitskraft kann sowohl untersucht werden, wenn man eine Kraft auf ein Objekt ausübt, als auch wenn eine Kraft auf einen selbst ausgeübt wird.

Fragen, die Sie vielleicht haben, sind:

• Wie hängt die Trägheitskraft mit den Newtonschen Gesetzen zusammen?
• Was passiert, wenn man eine Kraft ausübt?
• Was passiert, wenn eine Kraft auf einen selbst ausgeübt wird?

Diese Lektion wird diese Fragen beantworten. Nützliches Werkzeug: Umrechnung von Einheiten

Bezieht sich auf die Newtonschen Gesetze

Trägheit ist eine Eigenschaft der Materie. Nach dem Newtonschen Trägheitsgesetz neigt ein ruhendes Objekt dazu, in Ruhe zu bleiben, solange keine Kraft auf es einwirkt. Ebenso neigt ein Gegenstand, der sich bewegt, dazu, seine Geschwindigkeit beizubehalten, wenn nicht eine Kraft auf ihn einwirkt.

Das Konzept der Trägheitskraft stammt aus den Newtonschen Bewegungsgesetzen, die wie folgt formuliert werden können:

I. Jedes Objekt, das sich in einem Zustand gleichmäßiger Bewegung befindet – einschließlich des Stillstands -, neigt dazu, in diesem Bewegungszustand zu bleiben, wenn keine äußere Kraft auf es einwirkt (Trägheitsgesetz).

II. Die Beziehung zwischen der Masse m eines Objekts, seiner Beschleunigung a und der aufgebrachten oder äußeren Kraft F ist: F = ma.

III. Wird eine Kraft auf einen Gegenstand ausgeübt, so gibt es eine scheinbar gleiche und entgegengesetzte Reaktion oder einen Widerstand (Aktions-Reaktions-Gesetz).

Diese gleiche und entgegengesetzte Reaktion wird Trägheitskraft genannt. Sie ist eine Schein- oder Pseudokraft gleich -F = ma.

Das bedeutet, dass es so etwas wie eine unidirektionale Kraft oder eine Kraft, die nur auf ein Objekt wirkt, nicht gibt. Es müssen immer zwei Objekte beteiligt sein, die aufeinander wirken. Ein Objekt wirkt auf das andere, während das zweite der Wirkung des ersten widersteht.

(Siehe Bewegung und das Trägheitsgesetz für weitere Informationen.)

Wenn man eine Kraft ausübt

Wenn man eine Kraft auf ein sich frei bewegendes Objekt ausübt, um es zu beschleunigen, abzubremsen oder seine Richtung zu ändern, wirkt eine gleiche Trägheitskraft auf das Objekt in entgegengesetzter Richtung zu der von Ihnen ausgeübten Kraft.

Sie können diese Trägheitskraft spüren oder fühlen. Wenn es keine Trägheitskraft gäbe, würde sich das Objekt einfach bewegen, wenn du darauf drückst.

Wenn du zum Beispiel auf ein Objekt drückst, kannst du seinen Widerstand gegen die Änderung der Geschwindigkeit oder der Richtung spüren.

Wenn du einen Ball an einem Seil herumschwingst, spürst du die Zentrifugalkraft, die den Ball nach außen zieht. Diese Zentrifugalkraft ist eine Trägheitskraft, bei der der Ball versucht, einer geraden Linie zu folgen.

Wenn eine Kraft auf dich einwirkt

Wenn eine Kraft auf dich einwirkt, kannst du die Trägheitskraft spüren, die der einwirkenden Kraft entgegensteht. Es ist jedoch nicht so offensichtlich, wie wenn eine Kraft auf dich wirkt.

Beispiele sind:

Wenn du einen Schubs bekommst, spürst du deinen Widerstand gegen die Bewegung.

Wenn die Schwerkraft dich auf den Boden zieht, kannst du die entgegengesetzte Trägheitskraft deines Gewichts auf dem Boden spüren.

Wenn Sie auf einem sich schnell bewegenden Karussell fahren, können Sie die nach außen gerichtete Anziehungskraft der Trägheitskraft spüren.

Man beachte, dass einige Quellen diese Kräfte als fiktive, virtuelle oder Pseudokräfte bezeichnen, weil es keine offensichtliche Kraft gibt, die auf Sie drückt. Trägheitskräfte benötigen jedoch keinen physischen Kontakt, um sich angewandten Kräften entgegenzustellen.

Zusammenfassung

Eine Trägheitskraft widersteht einer Änderung der Geschwindigkeit eines Objekts und ist gleich und in der entgegengesetzten Richtung einer angewandten Kraft, ebenso wie eine Widerstandskraft.

Das Konzept basiert auf den Newtonschen Bewegungsgesetzen. Die Trägheitskraft kann sowohl untersucht werden, wenn man eine Kraft auf einen Gegenstand ausübt, als auch, wenn eine Kraft auf einen selbst ausgeübt wird.

Aktiv sein und die Trägheit überwinden

Ressourcen und Referenzen

Ron Kurtus‘ Referenzen

Websites

Trägheitskraft – Enzyklopädie von Diderot & d’Alembert

Trägheitskraft – Wikipedia

Fiktive Kraft – Wikipedia

Physik-Ressourcen

Bücher

Forces In Nature von Liz Sonneborn Rosen; Publishing Group (2004) $25.25 – Understanding gravitational, electrical and magnetic force

The Science of Forces von Steve Parker; Heinemann (2005) $29.29 – Projects with experiments with forces and machines

Glencoe Science: Motion, Forces, and Energy, von McGraw-Hill; Glencoe/McGraw-Hill (2001) $19.32 – Schülerausgabe (Hardcover)

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