1. Newtonsches Gesetz

Von der Trägheit der Masse

Das erste Newtonsche Gesetz lautet:

Jeder Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der geradlinig gleichförmigen Bewegung, sofern nicht eine Kraft auf ihn wirkt und ihn zwingt, diesen Zustand zu verlassen.
Dabei kann es entweder zu Geschwindigkeitsänderungen oder zu Richtungsänderungen kommen.

Die folgenden Versuche sollen dieses Gesetz verdeutlichen. Stellen Sie die Versuche Ihren Mitschülern in einer kurzen Präsentation vor.

Versuch 1) rollende Kugel Eine Stahlkugel rollt zunächst eine kurze schiefe Ebene herunter. Dann rollt sie auf einer möglichst ebenen glatten Fläche weiter. a) Bereits in diesem einfachen Grundversuch kann man die Auswirkungen des ersten Newtonschen Gesetzes zweimal beobachten, nämlich beim "Anrollen" auf der schiefen Ebene und beim Weiterrollen auf der glatten Fläche. Erläutern sie dies. Führen Sie nun die folgenden Versuchsvarianten durch: b) Die Kugel rollt seitlich an einem starken Magneten vorbei. c) Die Oberfläche der ebenen Fläche wird durch Sand oder ein Tuch aufgerauht. d) Die zweite Ebene wird etwas angeschrägt. Dabei sind mehrere Richtungen möglich und sinnvoll. Spielen Sie mit dieser Möglichkeit.

Versuchsserie 2 Trägheit Gerne wird die Trägheit von Körpern dadurch demonstriert, dass man einen kurzen Kraftstoß ausführt, der zwar heftig aussieht, wegen seiner geringen Dauer aber kaum auf den Körper wirken kann. Der Körper verharrt daher weiterhin in Ruhe. Wähle hier einige Versuche aus.

Bauklötze Staple mehrere flache glatte Holzklötze übereinander. Schlage dann den untersten heraus. Wie fallen die anderen Klötze anschließend? Was passiert, wenn man den untersten Klotz nur langsam verschiebt? Toilettenpapier Wickle ein Stück Toilettenpapier ab und reiße dann heftig an ihm. Was passiert, wenn man nicht schnell genug war? Wie wirkt hier dann das 1. Newtonsche Gesetz? Welcher Faden reißt? Hänge eine schwere Metallkugel an einem Faden auf. Befestige am unteren Ende der Kugel ebenfalls einen Faden. Reiße nun heftig an dem unteren Faden. Welcher Faden reißt, wenn man langsam zieht? Begründe! Tischtuchtrick Ein beliebter Trick: Unter einem schön gedeckten Tisch wird die Tischdecke mit einem heftigen Ruck weggezogen. Warum sollte die Tischdecke am besten aus frisch gebügeltem feinen Stoff bestehen? Apfel schneiden - einmal anders Ein Messer wird halb in einen Apfel hineingeschnitten. Dann schlägt man mit einem Hammer heftig gegen das Messer. Warum sollte das Messer möglichst dünn und leicht sein? Wohin fällt die Kugel? Eine schwere Kugel wird auf eine dünne leichte Halterung (Papierröhrchen o.ä.) gelegt. Dann wird die Halterung mit einem Stab weggeschlagen. Hier wirkt das 1. Newtonsche Gesetz gleich mehrfach! Auch Luft ist träge Eine dünne Latte wird unter ein Papier auf einen Tisch gelegt, wobei ein Ende über das Tischende hinausragt. Das Papier wird dicht auf den Tisch gepresst. Dann schlägt man heftig auf das freie Ende des Lineals. Noch einfacher kann man die Trägheit von Luft zeigen, indem man versucht, eine sehr große Pappe durch die Luft zu bewegen. Dabei bewegt man die Pappe einmal senkrecht zur Fläche und einmal entlang einer Kante.

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