Trägheit und Verkehrssicherheit
Wir wissen: Kräfte erkennt man an ihrer Wirkung:
-Verformung eines Körpers
-Änderung der Geschwindigkeit eines Körpers, also Beschleunigung oder Verzögerung (Bremsen) oder Richtungsänderung.
Eine Autofahrt ist ein typisches Beispiel:
Tritt man das Gaspedal, wird durch die Kraft des Motors die Geschwindigkeit des Autos erhöht.
Dreht man am Lenkrad, wird die Richtung der Geschwindigkeit geändert.
Tritt man das Bremspedal, wird die Geschwindigkeit verringert.
Stößt man beim Einparken gegen einen Poller, wird die Stoßstange verformt.
1. Trägheit
Umgekehrt ist es so: Wirkt keine Kraft auf einen Körper, dann ändert sich auch seine Bewegung nicht. Das ist das Trägheitsgesetz (auch: 1. Newtonsches Gesetz).
Oft findet man auch: der „Bewegungszustand” ändert sich nicht. Warum? Weil das Gesetz auch dann gilt, wenn sich der Körper nicht bewegt (=„in Ruhe ist”=die Geschwindigkeit null ist). Also: Sich-nicht-bewegen ist natürlich keine Bewegung, aber ein Bewegungszustand.
Und was bedeutet „ die Bewegung/der Bewegungszustand ändert sich nicht” nun genau? Es bedeutet, dass sich der Körper entlang einer Geraden („geradlinig”) mit gleichbleibender („konstanter”) Geschwindigkeit bewegt: wie eine Sonde in den Weiten des Weltraums oder ein Eishockeypuck auf einer perfekten, unendlich langen Eisfläche.
Beachte: Die alltäglichen Erfahrungen scheinen dem Trägheitsgesetz zu widersprechen: Der Eishockeypuck bleibt doch irgendwann liegen und ein Auto bleibt auch irgendwann stehen, auch ohne Betätigung des Bremspedals. Grund dafür: Es wirken Reibungskräfte: Beim Puck die Gleitreibung, beim Auto die Rollreibung und die Reibung durch die Luft („Luftwiderstand”).
Merke: Die Masse ist das Maß für die Trägheit: Je größer die Masse eines Körpers ist, umso größer ist seine Trägheit (=umso schwieriger ist es, seinen Bewegungszustand zu ändern).
Wieder einmal gibt es einen guten Maus-Film dazu:
Link, falls der Player nicht funktioniert.
Wenn man das Papier langsam wegzieht, fällt die Münze nicht ins Glas. Und wenn Christoph langsam anfährt, fallen die Platten nicht herunter. Stattdessen ändern sowohl die Münze als auch die Platten ihre Geschwindigkeit: sie werden schneller. Gilt das Trägheitsgesetz bei kleinen Geschwindigkeitsänderungen also nicht?
Aufgabe: Beantworte die Frage.
Es gilt. Also müssen auf die Münze und die Platten eine Kraft wirken. Es sind die Kräfte, die auf das Papier bzw. das Auto einwirken. Sie sind aber kleiner als die Haftreibung und wirken daher auch auf die Münze bzw. die Platten (so, als seien sie angeklebt oder befestigt).
2. Sicherheitssysteme
Im Maus-Film sieht man ab Minute 1:48, das Christophs Kopf auch träge ist und daher beim Anfahren bzw. Bremsen belastet wird. Sind die Kräfte groß, also vor allem beim sehr starken Abbremsen bei Unfällen, besteht Gesundheitsgefahr.
Um die Unfallfolgen zu verringern, verwendet man beim Fahrradfahren Helme, die beim Aufprallen des Kopfes die Bremskräfte verkleinern. Beim Auto gibt es einige Sicherheitssysteme, die du alle kennen solltest:
Zum Nutzen des Sicherheitsgurtes gibt es folgenden kleinen Modellfilm:
Link, falls der Player nicht funktioniert.
Zur Energieaufnahme in der Knautschzone und etwas mehr zur Energie folgt hier:
3. Verhaltensregeln zur Verkehrssicherheit
Wie sollte man sich als Autofahrer im Verkehr verhalten? Kurz gesagt:
a) Aufmerksam sein, nicht aufs Handy schauen und keine Drogen nehmen: Sonst vergrößert sich die Reaktionszeit.
b) Nicht zu schnell fahren: Sonst verlängert sich der Bremsweg.
4. Ein Klassiker zum Thema „Trägheit”
Bis Minute 1:28.