Physik
Willi
Prinz
Der freie Fall
Was ist das eigentlich, Physik?
Das Wort Physik kommt aus Griechenland und heißt Natur. Die Physik versucht die Naturgesetze heraus zu bekommen, das ist eigentlich alles. Kein Physiker kann etwas erfinden – es ist alles schon da, man muss es nur sehen.
Newton z.B. hat gesucht und gesucht – bis er etwas gefunden hat,
Ja, das war
so: Der saß unter einem Baum und hat geschlafen. Da fiel ein Apfel vom Baum, ihm
genau auf den Kopf. Davon ist der Newton aufgewacht. Der hat dann den Apfel
gegessen und dabei gedacht: „Ja, wieso fällt der Apfel überhaupt vom Baum, das
muss doch eine Ursache haben.“
Dann hat er gedacht: “OK, Ich habe hier einen
Turm, der ist genau 5m hoch, da werde ich jetzt mal große und kleine Steine hoch
schleppen und sie dann aus genau 5m hinunterfallen lassen. Ich rufe meinen Sohn
mit der Stoppuhr, der soll dann messen, wie lange das dauert.“ Für den war klar,
dass die schweren Steine schneller hinunter fallen als die leichten.
Und
dann kam die Überraschung: Die schweren Steine und die leichten Steine brauchten
alle die gleiche Zeit, kein Unterschied. Alle brauchten eine Sekunde um
hinunterzufallen. Da hat er gedacht: „ Ja, wie ist denn das möglich? Schwere,
leichte – alles das Gleiche. Ja, wie denn.“
Dann hat er
überlegt, was er wusste – wenn er den Stein auf dem Turm losgelassen hat, war
die Geschwindigkeit 0.
Wenn der
Stein unten ankam, war die Geschwindigkeit größer als Null, das konnte man ja
sehen.
Dann hat er eine Schlussfolgerung gezogen, also Anfangsgeschwindigkeit
= 0, Endgeschwindigkeit größer als 0.
Aber er
hatte ja die Zeit, die sein Sohn mit der Stoppuhr gemessen hatte. Das war eine
Sekunde für alle Steine.
Also – 5m
war der Turm hoch und das Fallen dauerte eine Sekunde. Wenn die
Anfangsgeschwindigkeit 0 war, das war da, wo er ihn losgelassen hat, und die
Endgeschwindigkeit größer als 0, das war da, wo der Stein aufschlug, wenn das
alles 1 Sekunde dauert, dann muss ja die mittlere Geschwindigkeit 5m/sec gewesen
sein.
Der Stein
hat eine Sekunde für die 5m Höhe gebraucht, also muss der Stein eine
Mittelgeschwindigkeit von 5m/sec gehabt haben, sonst hätte es doch länger
gedauert oder weniger als eine Sekunde.
Dann hat er gesagt: Wenn die Anfangsgeschwindigkeit = 0 war und die mittlere Geschwindigkeit = 5m/sec, dann muss die Endgeschwindigkeit 2 mal = 10 m/sec, sein.
Wieso? Jetzt
brauchen wir ein bisschen Mathe.
Die einzige
Gleichung, die da aufgeht, ist:
Anfang = 0
Mittel =
5
Die Größte hat er angenommen = 10m/sec
Dann
muss (0 + 5) mal 2 = 10 m/sec die größte
sein.
Ihr
könnt da einsetzen, was ihr wollt – wenn die Anfangsgeschwindigkeit 0 ist, gibt
es nur diese Gleichung.
Aber der hat
noch weiter gedacht: Wenn Anfang 0 m/sec und Ende 10 m/sec, ja, da muss der
Stein ja in irgendeiner Form beschleunigt sein. Beschleunigung heißt auf Deutsch
Geschwindigkeitsänderung. Das muss ganz klar sein.
Also was ist
Beschleunigung?
Beschleunigung = Geschwindigkeitsänderung
Kein Kompromiss, n u r
das.
Alles
klar???
Autor:
Willi Prinz
