Wechselwirkungsprinzip

Das dritte Newtonsche Gesetz besagt, dass, wann immer eine Kraft wirkt, auch eine gleichgroße Kraft in entgegengesetzte Richtung wirkt.


Jans Rettung

In der Animation irrt Jan im All umher. Um zurück zu seiner Rakete zu gelangen, benutzt er sein Wissen zum dritten Newtonschen Gesetz.

  • Er wirft seinen Werkzeugkasten ins All hinaus.
  • Dabei übt er eine Kraft auf den Werkzeugkasten aus.
  • Das Wechselwirkungsprinzip besagt nun: Wenn Jan eine Kraft auf den Werkzeugkasten ausübt, so wirkt auch eine gleichgroße entgegengerichtete Kraft auf Jan.
  • Die Kraftpfeile kannst du dir in der Animation anzeigen lassen.
  • Diese entgegen gerichtete Kraft ist dafür verantwortlich, dass Jan zurück zu seiner Rakete beschleunigt wird.

Wechselwirkungsprinzip

Das Wechselwirkungsprinzip ist das dritte Netwonsche Gesetz und ist auch als actio gleich reactio bekannt. Es sagt aus, dass wenn eine Kraft von einem Körper auf einen anderen wirkt, immer auch eine gleichgroße Kraft in entgegengesetzte Richtung wirkt.

Unterschied zum Kräftegleichgewicht

Das Wechselwirkungsprinzip darf man nicht mit dem Kräftegleichgewicht verwechseln.

Während beim Kräftegleichgewicht die entgegengerichteten Kräfte immer auf den gleichen Körper wirken, wirkt beim Wechselwirkungsprinzip die Kraft von Körper A auf Körper B und die entgegengerichtete Kraft von Körper B auf Körper A.

 In dieser Grafik ist zu sehen, wie Jan einen Werkzeugkasten im All wegwirft. Aufgrund des Wechselwirkungsprinzips übt nicht nur Jan eine Kraft auf den Werkzeugkasen, sondern auch der Werkzeugkasten eine gleichgroße Gegenkraft auf Jan aus. In der Grafik sind diese Kräfte durch zwei Pfeile dargestellt.

Schau dir die Grafiken an. In der Grafik oben wirkt eine Kraft auf Jans Werkzeugkasten und eine Kraft auf einen anderen Körper, nämlich auf Jan. Das ist das Wechselwirkungsprinzip.

Im Gegensatz sehen wir in der unteren Grafik zwei Gruppen, die an einem Seil ziehen. Die zwei Kräfte wirken aber auf den gleichen Körper, nämlich das Seil. Sie heben sich also gegenseitig auf. Das Seil befindet sich im Kräftegleichgewicht.

Zwei Gruppen ziehen mit gleicher Kraft an einem Seil. Da Gruppe eins genauso stark nach links zieht, wie Gruppe zwei nach rechts, befindet sich das Seil im Kräftegleichgewicht.

Beispiele

Gewehrschuss

Anhand eines Gewehrschuss kann man das Wechselwirkungsprinzip auch gut nachvollziehen.

  • Das Gewehr übt beim Schuss eine Kraft auf die Kugel aus.
  • Die Kugel wird durch die Kraft beschleunigt.
  • Es entsteht aber auch eine Kraft, die von der Kugel auf das Gewehr wirkt. Diese Kraft ist im Allgemeinen auch als Rückstoß bekannt.
In dieser Grafik sind die Kraftpfeile bei Jans Gewehrschuss dargestellt. Es wirkt eine Kraft auf das Projektil in Schussrichtung und eine gleichgroße entgegengerichtete Kraft von dem Gewehr auf Jan.
  • Die Kraft von der Kugel auf das Gewehr ist tatsächlich genauso groß und wirkt in entgegengesetzte Richtung. Aufgrund der höheren Masse wird das Gewehr aber nicht genauso schnell beschleunigt, wie die Kugel.

Physikskater

  • Jan setzt sich mit einem schweren Ball auf sein Skateboard. Den Ball wirft er nun in eine Richtung weg. Aufgrund des Wechselwirkungsprinzips übt Jan nicht nur eine Kraft auf den Ball aus, sondern der Ball auch eine Gegenkraft auf Jan und somit auf das Skateboard. Jan bewegt sich dadurch dann samt Skateboard in die entgegengesetzte Richtung fort.

Wandschlag

  • Wenn Jan fest mit der Faust gegen die Wand schlägt, dann macht er nicht nur die Wand kaputt, sondern bricht sich auch die Hand. Seine Faust übt nämlich eine Kraft auf die Wand aus (actio), und die Wand übt eine gleichgroße entgegengerichtete Kraft auf Jans Faust aus (reactio).
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