Wahrnehmung von Kräften

Wahrnehmung von Kräften
Es gibt Kräfte, die an jedem einzelnen Atom eines Körpers angreifen
und solche, die an einem bestimmten Punkt eines Körpers angreifen.
Der menschliche Körper empfindet eine Kraft,
wenn im eigenen Körper eine Spannung
(Zugspannung oder Druckspannung)
auftritt (vgl. Kapitel Elastizität).
Spannungen treten nur auf, wenn
unterschiedliche Kräfte an verschiedenen
Orten des Körpers angreifen.
Man spürt seine eigene Gewichtskraft, weil die Gewichtskraft überall
angreift und die Kompensationskraft nur an den Füßen angreift.
193c
Im Zustand des freien Falls spürt man die eigene Gewichtskraft nicht.
Verblüffend:
Im Zustand der Ruhe ist die Gesamtkraft
auf den eigenen Körper Null, man spürt aber
eine Kraft.
Im Zustand des freien Falls wirkt die
Gewichtskraft und bewirkt eine Beschleunigung,
man spürt aber keine Kraft
Erklärung:
Im freien Fall greifen an jedem Atom des Körpers gleiche Kräfte
an, so dass es nicht zu einer Spannung (Zug-, Druck-) im Körper kommt.
193d
Greifen an verschiedenen Orten des Körpers äußere Kräfte an,
ergibt sich eine Spannung im Körper.
→ Kraftempfindung
Wird der eigene Körper durch eine
punktuelle Kraft beschleunigt,
ergibt sich eine Verspannung, weil
die Kraft auf die anderen Atome
„verteilt“ werden muss und sich dadurch
eine Spannung ergibt.
im Inertialsystem
im beschleunigten Bezugssystem
193e
Wahrnehmung von Scheinkräften
Körper kreist im Gravitationsfeld
Sonne
im Inertialsystem
Die Gravitation greift an jedem Atom an, so dass keine Spannung im
Körper verursacht wird. Eine Kraft würde nicht wahrgenommen.
193f
Wahrnehmung von Scheinkräften
Körper kreist im Gravitationsfeld
Sonne
im rotierenden Bezugssystem
Die Gravitation und die Zentrifugalkraft greift an jedem Atom an,
die Gesamtkraft ist null. Eine Kraft würde nicht wahrgenommen.
193g
Wahrnehmung von Scheinkräften
Auto
Kurvenfahrt im Auto
im Inertialsystem
Die Kraft wird von der Wand des Autos punktuell auf den Körper
übertragen und bewirkt eine Zentripetalbeschleunigung.
Die Kraft wird wahrgenommen, da sie punktuell angreift.
193h
Wahrnehmung von Scheinkräften
Kurvenfahrt im Auto
Auto
im rotierenden Bezugssystem
Es wirkt die Zentrifugalkraft und eine Kraft von der Wand des Autos
punktuell auf den Körper. Die Gesamtkraft auf den Körper ist Null, aber
es wird eine Kraft wahrgenommen, da eine Spannung im Körper entsteht.
193i
Wahrnehmung von Scheinkräften
Schleudern einer Masse am Seil
Es wirkt Kraft und Gegenkraft
im Sinne des Reaktionsprinzips
Person
im Inertialsystem
Die Person, die in der Mitte steht spürt die Gegenkraft zur Zentripetalkraft,
da das Seil punktuell am Körper der Person eine Kraft angreifen lässt.
193j
Wahrnehmung von Scheinkräften
Schleudern einer Masse am Seil
Es wirkt Kraft und Gegenkraft
im Sinne des Reaktionsprinzips
und zusätzlich eine Zentrifugalkraft
Person
auf die Masse.
im rotierenden Bezugssystem
Die Person, die in der Mitte steht spürt die Gegenkraft zur Zentripetalkraft,
da das Seil punktuell am Körper der Person eine Kraft angreifen lässt.
Für die Person kein Unterschied zur Behandlung im Inertialsystem.
193k
Resümee
Scheinkräfte ergeben sich aus der Wahl des Bezugssystems,
nicht aus der Art der Bewegung selbst.
Die Wahl des Bezugssystems kann die Wahrnehmung der Kräfte
nicht beeinflussen. Sie hat auch keinen Einfluss auf physikalische
Messungen.
Ob Kräfte auf den eigenen Körper wirken oder nicht, ist manchmal
nicht offensichtlich. Die Gesamtkraft hängt davon ab, ob ein
Inertialsystem oder ein beschleunigtes Bezugssystem gewählt wird.
193l