Gehen wir erst einmal auf die am Ende des letzten Posts gestellten Fragen ein:
- Was passiert mit einem Körper, der sich bewegt, aber seinen Schwung nicht ändert?
Antwort: Nichts...er bewegt sich so weiter wie bisher...das nennen wir auch Trägheit!
- Was passiert mit einem Körper, der Schwung bekommt oder abgibt?
Antwort: Er muss schneller oder langsamer werden.
Ganz konkret: In jeder Sekunde erhält ein Körper der Masse 5 kg genau 30 Hy. Um wieviel wird er jede Sekunde schneller?
Antwort: v = p/m = 30 Hy/ 5 kg = 6 m/sec
- Ein Körper A gibt einem anderen Körper B Schwung ab, z.B. durch einen Stoß. Was kannst Du über die Schwungmengen sagen, die A abgibt und die B aufnimmt?
Antwort: Wenn nichts verloren gehen kann, dann kommt das, was A abgibt bei B an.
Es ist natürlich kein dritter Körper im Spiel.
Kannst Du die drei Antworten auf die Fragen zu einer Regel zusammenfassen?
Alle drei Fälle lassen sich aus dem Impulserhaltungssatz ableiten:
In abgeschlossenen Systemen bleibt die Menge des Impulses erhalten. Nur durch äußere Einflüsse kann Impuls verändert werden.
Im Einzelnen:
Wenn der Impuls in einem abgeschlossenen System erhalten bleibt, dann
- ändert sich der Schwung nicht, wenn man nichts macht
- muss man Schwung zuführen bzw. abführen, wenn man den Schwung ändern will.
- muss der Schwung, den man zuführt, irgendwo herkommen.
Nehmen wir mal an, ein Teich sei ein komplett abgeschlossenes System, ohne Verdunstung. Dann gilt für die Wassermenge im Teich:
- fließt nichts zu oder fließt nichts ab, bleibt die Wassermenge.
- wenn mehr Wasser im Teich sein soll, muss man Wasser reinkippen
- das Wasser was aus einem Eimer in den Teich reingekippt wird, ist genauso viel, wie das was im Teich ankommt (im Normalfall).
Formulieren wir nun unsere drei Axiome.
Was ist ein Axiom?
Unter einem Axiom verstehen wir in der Physik Aussagen, die wir ohne Beweis oder Herleitung sofort als wahr anerkennen. Aus ihnen können dann andere Aussagen gefolgert werden.
Trägheitsaxiom:
Ein Körper, der seinen Schwung behält und nicht ändert, ändert seine Bewegungsform nicht.
Alle Körper sind träge!
Beschleunigungsaxiom:
Ein Körper, dessen Schwung sich ändert, wird beschleunigt.
Nicht vergessen: Beschleunigung beinhaltet auch Abbremsen und Richtungsänderungen.
Wechselwirkungsaxiom:
Zwei untereinander in Wechselwirkung stehende Körper tauschen Schwung aus. Dann gibt der eine Körper soviel Schwung ab, wie der andere bekommt.
Wir werden im nächsten Kapitel den Begriff Kraft näher kennenlernen und ihn wie Newton über den Impuls definieren.
Dann können wir die drei Fälle als Newtonsche Axiome so formulieren, wie sie in jedem Physikbuch stehen (und oft kaum verstanden werden).
Aber vorher wollen wir noch ein wenig mehr mit dem Impuls = Schwung arbeiten.
Aufgabe:
Holt Omas teures Porzellangeschirr aus dem Schrank, stellt es auf eine Tischdecke und zieht dann die Tischdecke ruckartig vom Tisch.
Was passiert? Und was hat das mit Schwung zu tun?
Eigentlich müsste doch der Schwung auch über die Tischdecke auf das Porzellan überfließen, so dass es mitgerissen wird und kaputt geht.
Wenn eure Oma hinterher noch mit euch redet, dann habt ihr den Versuch richtig durchgeführt.
Das Porzellan ist nicht in Schwung versetzt worden.
Wieso?
Damit ihr das auch richtig macht, schaut euch mal an, wie das Michel und Sven machen...
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