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Trägheit
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Wenn ein Objekt nicht bearbeitet wird, behält es tendenziell seinen aktuellen Zustand bei, was der Tatsache entspricht, dass die Geschwindigkeit konstant bleibt.
Das Phänomen heißt Trägheit und führt zu Newtons erstem Prinzip. Es verallgemeinert die Idee, indem es definiert, dass Objekte dazu neigen, konstant zu bleiben, sobald sie bei konstanter Masse mit konstanter Geschwindigkeit reduziert werden.
ID:(754, 0)
Bleistift als Projektil
Beschreibung
Wenn ein Graphitstift mit hoher Geschwindigkeit aus einer Kanone abgefeuert wird, verhält er sich wie ein Material mit hoher Steifigkeit und kann Holzplatten durchdringen, ohne beschädigt zu werden:
ID:(2882, 0)
Strohhalme wie Projektile
Beschreibung
Wenn ein einfacher Strohhalm mit hoher Geschwindigkeit aus einer Kanone abgefeuert wird, wird er so steif, dass er Objekte wie eine Kartoffel durchdringen kann, ohne beschädigt oder verbogen zu werden:
ID:(2883, 0)
Tischdecke entfernt, ohne das Geschirr zu bewegen
Beschreibung
Wenn die Tischdecke schnell genug unter dem Geschirr weggezogen wird, bleibt das Geschirr aufgrund der Trägheit an Ort und Stelle und fällt einfach wieder auf den Tisch, sobald die Tischdecke entfernt ist. Wenn der Vorgang langsam durchgeführt wird, folgt das Geschirr der Tischdecke und landet auf dem Boden.
ID:(2881, 0)
Wie man Jenga spielt
Beschreibung
Jeder erfolgreiche Jenga-Spieler weiß, dass die einzige Möglichkeit, zu verhindern, dass der Turm umfällt, darin besteht, die Blöcke mit kleinen, schnellen Schlägen zu entfernen, anstatt sie langsam zu bewegen. Der Grund dafür ist, dass das langsame Bewegen der Blöcke dazu führt, dass der Turm instabil wird und möglicherweise umfällt. Wenn der Bewegungsvorgang jedoch schnell durchgeführt wird, bleibt der Turm aufgrund der Trägheit stehen und wenn er zu reagieren beginnt, befindet er sich bereits in einer stabilen Position.
ID:(2880, 0)
Space Shuttle
Beschreibung
Das Space-Shuttle-Programm war ein von der NASA entwickeltes Programm, das es einem Raumschiff ermöglichte, eine Umlaufbahn zu erreichen, Operationen wie das Platzieren, Reparieren oder Bergen eines Satelliten durchzuführen und zur Erde zurückzukehren. Im Prozess ging nur der Haupt-Treibstofftank verloren, während die beiden Booster an seinen Seiten nach einem Fallschirmabsprung zurückgewonnen wurden. Der Tank war mit einer schützenden Isolierschicht versehen, da der Treibstoff bei niedriger Temperatur gehalten werden musste.
Einer der tödlichen Unfälle des Space-Shuttle-Programms ereignete sich, als sich während des Starts ein Stück Isolierung des Haupttreibstofftanks löste. Das Stück, in der Größe eines Backsteins, hatte die Konsistenz von Schaumstoff, aber aufgrund der hohen Geschwindigkeit, mit der es unterwegs war, wurde es in eine starre Masse umgewandelt. Als es dann das Shuttle-Flügel traf, entstand ein Loch, das mehrere Male größer als das Objekt selbst war. Dieser Schaden blieb unbemerkt, und als das Raumschiff eine Woche später in die Atmosphäre zurückkehrte, führten die glühenden Gase, die durch Reibung mit der Atmosphäre entstanden waren, dazu, dass der Flügel sich auflöste. Dies machte das Raumschiff unkontrollierbar und es stürzte ab.
ID:(13999, 0)
Trägheitsmassenkonzept
Konzept
Jeder Körper hat eine Trägheit, was bedeutet, dass er Veränderungen in seinem Zustand widersteht. Der Zustand ist mit der Geschwindigkeit verbunden, die er besitzt, während die Trägheit selbst mit der Geschwindigkeit und der sogenannten Trägheitsmasse verbunden ist. Obwohl die Masse mit dem von einer Waage bestimmten Wert übereinstimmt (Gravitationsmasse), ist ihre physikalische Bedeutung unterschiedlich, da Trägheit auch in Situationen auftritt, in denen keine Schwerkraft vorhanden ist.
Um ihren Wert zu bestimmen, muss man messen, wie viel Kraft einen Körper beschleunigt. Es ist jedoch üblich, den Wert einfach durch Messung der gravitativen Masse anzunehmen, da er mit dem Wert der Trägheitsmasse übereinstimmt.
Die Messung der Trägheitsmasse, wie auch der gravitativen Masse, wird in Kilogramm (MKS-System) angegeben.
ID:(2879, 0)
Newtons Erstes Gesetz
Gleichung
Die Trägheit bezieht sich auf die Tendenz von Körpern, ihren aktuellen Zustand beizubehalten. Mit anderen Worten, es braucht eine Kraft, um ihre Geschwindigkeit zu ändern. Wenn die angewandte Kraft sehr klein ist, hat sie keinen Effekt auf die Körper. Ein Beispiel ist das Geschirr auf einem Tisch: Wenn die Objekte leicht über das Tischtuch gleiten, kann man das Tischtuch schnell entfernen, ohne dass das Geschirr sich bewegt.
Eine der Konsequenzen der Trägheit ist, dass jeder Körper seinen Zustand beibehält, sei es in Ruhe oder in gleichförmiger geradliniger Bewegung, es sei denn, eine Kraft wirkt auf ihn.
Mathematisch gesehen, wenn keine Kraft ($F$) vorhanden ist,
| $ F =0$ |
ist die Geschwindigkeit konstant ($v$):
 $ v = v_0 $ |
ID:(3238, 0)
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Video
Video: Trägheit