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Frage zum dritten Newton'schen Gesetz
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Foren-Übersicht -> Physik-Forum -> Frage zum dritten Newton'schen Gesetz
 
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Blablabla79
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Anmeldungsdatum: 28.05.2012
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: 28 Mai 2012 - 08:04:18    Titel: Frage zum dritten Newton'schen Gesetz

Das 3. Newton'sche Gesetz lautet ja: Wenn ein Körper A auf einen anderen Körper B mit einer Kraft wirkt, dann wirkt B mit einer gleichgroßen entgegengesetzten Kraft auf A.

Bsp: Ein Ball der auf den Boden knallt, erzeugt eine Kraft und der Boden "reagiert" mit einer entgegengesetzten gleichgroßen Kraft. Und der Ball prallt ab.

Was wenn er nicht abprallt, sondern den Boden durchschlägt? Ist das eine Verletzung des 3. Gesetzes? Gilt es für eine kurze Zeit bis der Boden nachgibt? Oder darf man es in diesem Fall gar nicht anwenden?

Ein weiteres Bsp wäre das Anheben eines Steines. Man hat eine Rolle, darüber wird ein Seil gelegt und damit dann der Stein angehoben.

Man kann jetzt sagen, der Stein wirkt auf das Seil und das 3. Gesetz ist erfüllt. (actio: Gewichtskraft des Steines; reactio: Seilkraft)
Das Problem das ich habe ist, daß im 3. Gesetz keine Angaben gemacht werden darüber was die Körper A und B sein müssen.

Deswegen könnte man genauso gut sagen: Die actio ist die Kraft mit der der Mensch am Seil zieht und die ist garantiert größer als die Gewichtskraft des Steines, da der sich sonst nicht bewegen würde. Was ist die reactio in diesem Fall?

Mal aufgedröselt: Ich ziehe am Seil, das Seil zieht an mir. Soweit gilt Newton. Dann aber zieht das Seil am Stein, mit einer Kraft die größer ist als die Gewichtskraft des Steines. Und wie geht es jetzt weiter? Der Stein kann NICHT mit einer entgegengesetzten GLEICHGROSSEN Kraft reagieren. Also was läuft hier falsch?
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6725
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 28 Mai 2012 - 10:19:39    Titel:

Der Stein wirkt (a) mit seiner Gewichtskraft und (b) mit einer Trägheitskraft, die sich der Beschleunigung entgegenstemmt.
Beides zusammen entspricht der Seilkraft.
Cheater!
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Anmeldungsdatum: 28.10.2007
Beiträge: 4858
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 28 Mai 2012 - 11:43:46    Titel:

Das dritte Gesetz besagt, dass Kräfte immer ZWISCHEN Körpern auftreten, also Wechselwirkungen sind.

Wenn der Stein den Boden durchschlägt, wirkt offensichtlich eine Kraft auf den Boden ein (Die, die den Boden kaputt macht). Die gleichgroße Gegenkraft wirkt auf den Stein und bremst ihn etwas ab.
DaveWagner
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Anmeldungsdatum: 10.05.2009
Beiträge: 6

BeitragVerfasst am: 28 Mai 2012 - 12:38:02    Titel:

Hallo zusammen,

da ich ein ähnliches Verständnisproblem habe, schreibe ich es mal hier mit rein.
Es geht um folgendes Bild:
http://www.pic-upload.de/view-14391870/2012-05-28-12.00.53.jpg.html

Die Kraft, die auf die Masse m wirkt ist die Gewichtskraft. Damit übt die Masse m eine Kraft auf das Rad aus, die der Gewichtskraft entspricht, da sie ja über das Seil verbunden sind. Nach Newton wirkt damit auch eine Kraft von dem Rad auf die Masse m die gegengleich der Kraft ist, mit der die Masse m am Rad zog. Da diese die Gewichtskraft war müsste auf die Masse keine Kraft mehr wirken, was offensichtlich nicht richtig sein kann.
Wo ist mein Denkfehler?

Gruß David
Cheater!
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Anmeldungsdatum: 28.10.2007
Beiträge: 4858
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 28 Mai 2012 - 14:24:22    Titel:

Die Seilkraft ist kleiner als die Gewichtskraft. Die Differenz beschleunigt die Masse.
DaveWagner
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Anmeldungsdatum: 10.05.2009
Beiträge: 6

BeitragVerfasst am: 28 Mai 2012 - 15:23:34    Titel:

Mir ist jetzt aber immer noch nicht klar, wo der Fehler in meiner Gedankenkette liegt. Dass die Seilkraft kleiner sein muss ist logisch.
Nur was ist dann an meiner Überlegung falsch?
Cheater!
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Anmeldungsdatum: 28.10.2007
Beiträge: 4858
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 28 Mai 2012 - 16:48:45    Titel:

Zitat:
Die Kraft, die auf die Masse m wirkt ist die Gewichtskraft. Damit übt die Masse m eine Kraft auf das Rad aus, die der Gewichtskraft entspricht, da sie ja über das Seil verbunden sind.

Das ist falsch.

Richtig ist:

Erde und Masse m ziehen sich mit m*g an.
Die Masse m übt auf das Seil eine Kraft F1 aus. Das Seil übt auf die Masse ebenfalls diese Kraft F1 aus.

Das Seil übt auf das Rad die Kraft F2 aus. Das Rad übt auf das Seil die Kraft F2 aus.

Wenn das Seil masselos ist, gilt F1=F2.

Die Differenz von F1 und m*g erzeugt eine Beschleunigung der Masse.
Blablabla79
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Anmeldungsdatum: 28.05.2012
Beiträge: 2

BeitragVerfasst am: 28 Mai 2012 - 19:47:56    Titel: Genau das ist das Problem

Cheater! hat folgendes geschrieben:
Das dritte Gesetz besagt, dass Kräfte immer ZWISCHEN Körpern auftreten, also Wechselwirkungen sind.

Wenn der Stein den Boden durchschlägt, wirkt offensichtlich eine Kraft auf den Boden ein (Die, die den Boden kaputt macht). Die gleichgroße Gegenkraft wirkt auf den Stein und bremst ihn etwas ab.
Das "gleichgroß" ist mein Problem. Denn wenn der Boden durchschlagen wird gibt es eine Kraft die größer ist als eine Andere, sonst würde der Boden ganz bleiben. Wie sieht hier die actio und die reactio aus?

Andere Beispiele wären: Stein der am Seil hängt und das Seil reißt oder Gewicht auf einem Holzbrett und das Brett bricht.

Das Gewicht drückt auf das Brett, das Brett drückt mit der gleichen Kraft zurück. Warum bricht es dann? Was erzeugt denn die Kraft mit der das Brett gegen das Gewicht drückt? Nun, das ist die Bindungskraft zwischen den Atomen. Aber genau diese Bindungskraft reicht nicht aus da es ja bricht. Also wieso ist die reactio trotzdem GLEICHGROSS?

Ich finde es einfach so traurig, daß in den Lehrbüchern immer nur die einfachen Beispiele gebracht werden und diese eher dynamischen Beispiele werden nicht gebracht und man sitzt dann da und weiß nicht wie das zu behandeln und wo der Fehler ist.
Cheater!
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Anmeldungsdatum: 28.10.2007
Beiträge: 4858
Wohnort: Stuttgart

BeitragVerfasst am: 28 Mai 2012 - 19:54:46    Titel:

Zitat:
Das "gleichgroß" ist mein Problem. Denn wenn der Boden durchschlagen wird gibt es eine Kraft die größer ist als eine Andere, sonst würde der Boden ganz bleiben. Wie sieht hier die actio und die reactio aus?

Ahh, jetzt kommen wir der Sache näher. Smile
Der Boden bricht, weil der Stein eine Kraft auf den Boden ausübt. Diese Kraft ist größer als der Zusammenhalt (die Festigkeit) der "Bodenmoleküle".

Zitat:
Das Gewicht drückt auf das Brett, das Brett drückt mit der gleichen Kraft zurück. Warum bricht es dann? Was erzeugt denn die Kraft mit der das Brett gegen das Gewicht drückt?

Es ist die Abstoßungskraft zwischen den "Brettatomen" und den "Gewichtsatomen".
Diese Abstoßungskraft ist größer als die Bindungskraft zwischen den "Brettatomen", daher bricht das Brett.
armchairastronaut
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Anmeldungsdatum: 31.10.2005
Beiträge: 6725
Wohnort: Colonia Claudia Ara Agrippinensis

BeitragVerfasst am: 28 Mai 2012 - 20:03:02    Titel: Re: Genau das ist das Problem

Blablabla79 hat folgendes geschrieben:
Das "gleichgroß" ist mein Problem. Denn wenn der Boden durchschlagen wird gibt es eine Kraft die größer ist als eine Andere, sonst würde der Boden ganz bleiben. Wie sieht hier die actio und die reactio aus?


Das Durchschlagen des Bodens nimmt eine gewisse (kurze) Zeitspanne in Anspruch. Wie dünn und durchlässig auch immer der Boden ist: du wirst feststellen, dass der Stein einen (mehr oder weniger geringen) Teil seines Impulses "verloren hat". Das ist auf die Einwirkung der Gegenkraft, die der Boden auf den Stien ausübt. Die Kraft, mit der der Stein auf den Boden einwirkt, und die Kraft, die den Impuls des Steins verringert, sind einander entgegengesetzt gleich groß.

Übrigens, kleine Nebenbemerkung. Immer wenn der ADAC davon spricht, wie wichtig es ist, Ladung im Auto gut zu sichern, kommt unweigerlich das Beispiel des Bierkastens, der bei einem Aufprall mit 50km/h soundso viele Hundert "Kilo" auf den arglosen Fahrer ausübt.
Der Autofahrer ist also in seiner Ruine inzwischen zur Ruhe gekommen, und nun kommt der Kasten von hinten ins Kreuz.
Der bewegte Bierkasten hat von sich aus keine "Kraft", sondern einen Impuls. Die wirksame Kraft (und natürlich wiederum die Gegenkraft) hängt dann davon ab, wie stark der Kasten durch die Rückenlehne und die daran festgeschnallte Biomasse abgebremst wird.
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