Kräfte

Hab' ich dich beim Faulenzen erwischt! Gar nicht wahr! Ich stütze diese Wand. Sieht aber eher so aus, als ob die Wand dich stützt. Du weißt schon, Normalkraft...?

Normalkraft? Klar, kenn' ich. Normalkraft, das ist die Kraft, die die Wand... Hmmm, wo soll ich nur anfangen... Du weißt aber schon, was eine Kraft ist?

Physikalisch gesehen, meine ich. Klaro! Eine Kraft ist... irgendwie... Hmm...

Das ist schwer zu erklären. Was ist eine Kraft? Kräfte können Dinge schieben oder ziehen. Wenn Kim diesen Becher schiebt, wird er durch eine Kraft von der Seite beeinflusst. Wir können diese Kraft mit einem Pfeil darstellen, etwa so.

Wenn Kim hart genug schiebt, erhöht der Becher seine Geschwindigkeit – er bewegt sich. Schiebt sie jedoch nicht stark genug, passiert nichts. Hier sind also mehrere Kräfte am Werk! Die Schwerkraft der Erde ist eine Anziehungskraft, und diese zieht den Becher hinunter auf den Tisch. Und deshalb bedarf es mehr Aufwand, den Becher über den Tisch zu schieben.

Dies ist Reibung, und das ist ebenso eine Kraft. Reibungskraft wirkt in die entgegengesetzte Richtung der Bewegung. Ist die Kraft, die Kim ausübt, größer als die Reibungskraft, nimmt der Becher Fahrt auf. Schau mal! Geringer als die Reibungskraft.

Größer als die Reibungskraft. Geringer als die Reibungskraft. Größer als die Reibungskraft. Ooops! Vergaß die Schwerkraft...

Obwohl sich Kräfte hier mit Pfeilen verbildlichen lassen, sind sie in Wirklichkeit doch unsichtbar. Aber sie lassen sich messen. Zur Messung einer Kraft kannst du eines dieser Geräte nutzen: ein Federkraftmesser. Zwei ineinander liegende Rohre, verbunden durch eine Feder. Je mehr Kraft du ausübst, um am Haken zu ziehen, desto mehr dehnt sich die Feder aus.

Dann lässt sich an dieser Skala ablesen, wie stark die Kraft ist. Kräfte werden in Newton gemessen. Wenn wir den Federkraftmesser am Becher anbringen und den Becher so aufhängen, dann wird der Becher durch die Schwerkraft heruntergezogen. Und jetzt können wir messen, wie stark die Kraft ist. Die Erdanziehungskraft zieht am Becher mit einer Kraft von zwei Newton.

Um stattdessen die Reibungskraft zu messen, bringst du den Federkraftmesser am Becher an und ziehst vorsichtig am anderen Ende. Jetzt ziehe etwas mehr – erhöhe die Kraft – bis sich der Becher bewegt. Nun kannst du die Kraft von der Skala auf dem Federkraftmesser über die Oberfläche zu bewegen. So stark ist die Reibungskraft. Eine Kraft, das ist etwas, das schiebt oder zieht und Dinge in Bewegung setzen kann.

Aber sie kann noch mehr. Kräfte können die Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung oder Form von Objekten ändern. Oooh! Ich habe etwas, mit dem ich perfekt zeigen kann, was ich meine. Fertig!

Ich nutze meine Muskelkraft, um auf den Ballon zu drücken. Er verändert seine Form. Und jetzt ändern sich Geschwindigkeit und Richtung! Voll erwachsen... Aber hey!

Ich schiebe diese Wand, mit einer Kraft, richtig? Ja, mit'ner kleinen Kraft. Aber die Mauer verändert nicht ihre Geschwindigkeit, Bewegungsrichtung oder Form. Da sind wir wieder bei der Normalkraft. Je mehr Kraft du gegen die Wand richtest, desto größer ist die Kraft, mit der sie gegen dich zurückschiebt.

Das ist leicht zu verstehen. Ich habe dunkle Superkräfte, und die Welt ist gegen mich. Komm und hilf mir, die Splitter aufzufegen. Ich erklär's dir dann später. Besser nicht!

Was, wenn die Mauer dann fällt?