Christian Freese Physik 3. Semester 15.11.02 Newtonische Axione 1) 2) 3) Trägheitsgesetz (Masse) F=m*a [F] = kg * m / s² = 1N (Kraft und Beschleunigung) Actio und Reactio F [N] 0,1 0,2 0,1 m [g] 250 + 10 = 270 250 = 270 250 + 250 + 30= 540 [s] t1 1,59 1,15 2,31 [s] t2 3,28 2,34 4,68 [s²] [s²] t1 t2 2,53 10,76 1,32 [m/s²] a1 0,395 0,756 0,187 [m/s²] a1 0,372 0,731 0,183 Bei Verdopplung der Masse ist die Beschleunigung nur halb so groß. Bei doppelt so großem F (Kraft, die zieht), ist die Beschleunigung auch doppelt so groß. Beweis für die Formel F = m * a Unterschied zwischen Masse und Gewichtskraft Masse: Eigenschaft eines Körpers [kg], ist unabhängig von einer wirkenden Kraft Gewichtskraft: FG ; Kraft mit der die Gravitation (Massenanziehung) auf den Körper wirkt. (FG = m * g) Beispiel: Erde: Person m = 75 kg ; (Masse ≠Gewichtskraft) FG = 75 kg * 9,81 m/s² = 736 N Mond: g = 1/6 * 9,81 m/s² = 1,62 m/s² m = 75 kg FG (Mond) = 75 kg * 1,62 m/s² = 121,5 N Waage : 12,4 kg Messung von Kräften: Kräfte sind Vektorgrößen F müssen vektoriell addiert werden 1 Christian Freese Physik 3. Semester Kräfteparallelogramm: Schiefe Ebene siehe Skript S. 3 (Teil 2) 2.2.2 Reibunsskräfte Reibungskräfte sind wichtig im alltäglichen Leben. Die Reibungskräfte stellen Ursache für die scheinbare Verletzung der Newtonischen Axione dar. Wir unterscheiden zwischen: a) Haftreibung: muss überwunden werden, um einen Körper in Bewegung zu setzen b) Gleitreibung: Kräfte, die notwendig ist, um Körper mit kostanter Geschwindigkeit in Bewegung zu halten c) Rollreibung: (Schiene, Rolle) Verschiedene Oberflächen siehe Skript S. 32 bzw S. 6 (2. Teil) Aus Experiment geht hervor: Reibungskraft ~ Normalkraft (senkrechte Komponente von - zur Oberfläche) hängen von der Struktur der Oberfläche ab, nicht aber von der Größe der Berührungsfläche. Zahlenwerte: Stahl auf Stahl 0,1 – 0,15 Metall auf Holz Gummi auf Beton 0,5 – 0,6 1,0 (trocken) 0,3 (nass) 0,9 – 1,0 Bremsbeläge auf Stahl Knochen auf Knochen 0,03 – 0,09 0,25 – 0,5 0,3 Geschmiert 0,009 Rollreibung 0,001 – 0,002 0,003 (Synovialflüssigkeit) 2