Newtonsche Kraftgesetz

FreakY<3Cpp schrieb:

Guten Morgen,
da ich für die Schule ein Referat über Isaac Newton halten will, hab ich mir gerade sein Kraftgesetzt angeschaut.
Formel:
F = m * a
Wobei a für "m/s²" steht. Ausgesprochen wird es "Meter pro Sekunde-Quadrat". m/s kenn ich und ist auch verständlich, aber was hat das Quadrat noch an der Sekunde zu suchen?
Wenn jetzt die Masse z.B. 20Kg und die Beschleunigung 10 m/s², ist die Kraft 200N. Kann man also sagen, dass das Objekt mit 20Kg eine Beschleunigung von 10 Meter pro Sekunde hat?

Da du mit dem Referat dem Themengebiet stark vorgreifst (ich kann jetzt nur erraten in welcher Klasse du bist), geh ich mal davon aus, dass ihr noch keine 'Physik mit Formeln' betreibt, sondern noch Grundlagen abdeckt und dass du somit von Einheiten geschweige denn Einheitenrechnung noch nichts gehört hast.

Daher kann ich dir dazu keine genaue Erklärung geben, die dich nicht noch mehr verwirren würde (und ich glaube die Posts, die vor meinem hier kamen werden dich noch weiter verwirren). Einfach gesagt kommt das 'Meter pro Quadradsekunde' aus der Definition der Beschleunigung und der damit einhergehenden mathematischen Herleitung. Eine tiefere Bedeutung hat das nicht.

Vielleicht befragst du dahingehend nochmal deinen zuständigen Lehrer, vielleicht kann er dir es passender erklären.

Übrigens würde ich es in deinem Referat nicht so ausdrücken: 'a steht für m/s²' . a steht für die Beschleuning und hat wie jede physikalische Größe (anderen physikalische Größen sind m für Masse, F für Kraft usw.) eine Maßzahl und eine Einheit. Wenn du sowas liest wie '100kg' dann ist die Maßzahl 100 und die Einheit kg. Es ist absolut gleichwertig wenn man stattdessen schreibt '0.100t', auch hier ist 0.100 die Maßzahl und t die Einheit. Deswegen ist die Beschreibung 'a steht für m/s²' schlecht gewählt, da es nicht so ist.

Einheiten sind nur hilfreiche Vergleichsgrößen, die nicht von großer Bedeutung für die 'Formeln' sind in denen sie vorkommen. Du kannst das so ausdrücken: 'Die Einheit von a (bzw. die Einheit der Beschleuning) ist m/s²'. Ich würde das in deinem Referat nicht zu sehr ausbreiten, da es (imo) nur eine Nebensächlichkeit ist.

Borschtsch

Vielleicht hilft dir diese Tatsache weiter:

v/t := (m/s)/s = m/s * 1/s = m/s² := a

Hmm... TravisG hat wahrscheinlich recht, je nach deinem Alter könnten die Antworten oben dich verwirren. Ich versuche es mal ganz einfach:

Stell dir ein Auto vor, das konstant mit der Gechwindigkeit 20 m/s fährt. Die Geschwindigkeit ändert sich nicht, also ist die Beschleunigung a = 0 m/s^2. Wird das Auto jetzt mit 2 m/s^2 beschleunigt, fährt es jede Sekunde 2 m/s schneller. Nach einer Sekunde also 22 m/s, nach zwei Sekunden 24 m/s, nach drei Sekunden 26 m/s usw.

Vielleicht kannst du jetzt ja vielleicht doch die Ferrair-Aufgabe oben lösen? Oder frag einfach, was du nicht verstehst.

freaky

Danke Mups, dein Beispiel mit dem Auto hat es mir mehr verdeutlicht.
Auch danke an die anderen, die sich Mühe gemacht haben, z.B. TravisG.
Zur Aufgabe, ich habe das nun so gerechnet:
F = 1.000kg / 2.5s^2
Womit ich auf 160N gekommen bin.

Über den Ferrari müssen wir noch mal nachdenken. 160N (bzw. 160 Tafeln Schoki...) reichen bestimmt nicht aus, um eine Tonne Gewicht in so kurzer Zeit auf 100km/h zu beschleunigen.

Welche (konstante) Beschleunigung a ergibt sich denn, wenn ich von 0 auf 100 km/h in 2.5s beschleunige?

freaky

Ah natürlich, hab das falsche Rechenzeichen genommen.
F = 1.000kg * 100.000m/2.5s²
F = 16.000.000
Also ist das Ergebnis 16.000.000N.

Bashar

Immer noch falsch: Du hast gerade die Kraft berechnet, um von 0 auf 100 km/s in 2,5 s zu beschleunigen.

freaky

Okay
Naja gut, kam mir auch bisschen viel vor.
Was genau ist denn an der Rechnung falsch? Ich hab zwar nach Beispielen im Internet danach gesucht, wurd aber nicht wirklich fündig. Außer der Formel steht da meistens kaum was. Könnte mir denn jemand die Rechnung zeigen mit einer neuen Aufgabe?

otze

du hast noch ein Problem mit den Einheiten. Dein Ferrari ist 100km/h schnell und nicht 100km/s . Es macht einen Unterschied, ob ich für 100km eine Sekunde oder eine Stunde brauche, oder etwa nicht?

freaky

11.000 Newton?

Wie hast du das denn gerechnet? Vom exakten Ergebnis bist du nämlich gar nicht weit weg

Ferrariebeispiel:

gegeben: m= 1t -> 1000kg \ t= 2,5s \ v= 100 km/h -> 27,78 m/s \ gesucht: F= ?
F=N= kg*m/s^2 \ F= m*a \ a= v/t
F= 1000kg*27,78/2,5 \ F= 11112 kg*m/s^2 -> 11.112 N \ F= 11,112 kN

bitte um Antwort ob es richtig ist, wenn nein bitte um Korrektur.

Danke

Jester

Nach zwei jahren wird sich das jetzt wohl erledigt haben...