14 Masse und Kraft 5 Trägheit und Masse Du bist sicherlich schon mit dem Auto, mit der Eisenbahn oder mit der Straßenbahn gefahren und hast erlebt, wie diese Fahrzeuge plötzlich abgebremst wurden. Beschreibe, was du dabei gespürt hast (Abb. 5.1). Lose Gepäckstücke und vielleicht auch du selbst wurden dabei recht unsanft in Fahrtrichtung geschleudert. Beim raschen Anfahren tritt die entgegengesetzte Wirkung auf. Sitzt du in Fahrtrichtung, spürst du, dass du in den Sitz gedrückt wirst, und zwar umso stärker, je schneller sich das Fahrzeug in Bewegung setzt. Sitzt du entgegengesetzt zur Fahrtrichtung, und das Fahrzeug setzt sich sehr schnell in Bewegung, kann es passieren, dass du vom Sitz rutschst. Du hast das Gefühl, als ob das Fahrzeug unter dir wegfährt. Versuch: Nimm ein Massestück (z. B. 5 kg) und befestige daran einen dünnen Faden (Abb. 5.2). Versuche, das Massestück schnell am Faden hochzuziehen. Beschreibe deine Beobachtung. Das Massestück ist bestrebt, am selben Ort zu verharren und nicht der Bewegung des Fadens zu folgen – der Faden reißt. Wenn du langsam aufhebst, wird der Faden nicht abreißen. Versuch: Hänge zwei gleich große Kugeln aus Eisen und aus Styropor nebeneinander an zwei gleich lange Fäden (ca. 1m). Versuche nun, beide durch Anblasen mit einem Föhn in Bewegung zu setzen (Abb. 5.3). Bei der Styroporkugel gelingt dies sehr leicht, bei der Eisenkugel hingegen ist das viel schwieriger. Aus diesen Beispielen erkennen wir: Beim Versuch, einen Körper in Bewegung zu setzen oder ihn abzubremsen, spüren wir einen Widerstand. Diesen Widerstand nennen wir Trägheit oder Beharrungsvermögen (inertia). Jeder Körper hat die Eigenschaft der Trägheit. Es lässt sich zeigen, dass die Trägheit eines Körpers überall gleich groß ist. Sowohl in Raumschiffen als auch auf dem Mond zeigt ein Körper dieselbe Trägheit wie auf der Erde. Mit den bisher besprochenen Eigenschaften der Körper lässt sich die Trägheit nicht begründen. Für ihre Erklärung ist vielmehr eine weitere Körpereigenschaft notwendig. Wir führen dazu eine physikalische Größe ein und nennen sie die Masse m (mass) des Körpers. Die Masse ist eine Eigenschaft aller Körper. 5.1 Crashtest: Aufprall eines Fahrzeugs unter kontrollierten Bedingungen Warum ist es unbedingt notwendig, sich im Auto anzugurten? 5.2 Beim raschen Hochziehen reißt der Faden. 5.3 Von zwei gleich großen Kugeln aus Eisen und Styropor kann die Styroporkugel durch Anblasen viel leichter in Bewegung gesetzt werden als die Eisenkugel. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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