Kraft (Newton)

Was ist die Kraft, gemessen in Newton?

Wenn wir sagen, dass jemand über eine bestimmte Kraft verfügt, dann schreiben wir dieser Person normalerweise eine Eigenschaft wie etwa körperliche Stärke zu. Sie verfügt also über die Fähigkeit, etwas zu leisten. In der Physik ist Kraft, die in der Einheit „Newton“ gemessen wird, hingegen keine Eigenschaft eines Systems, sondern Kräfte wirken zwischen Systemen. Wenn Du also einen Gegenstand anhebst, dann nutzt Du Deine „umgangssprachliche“ Kraft, um eine physikalische Kraft auf diesen Gegenstand wirken zu lassen.

 

Kräfte als Überträger mechanischer Arbeit

In der Physik wirken Kräfte auf physikalische Systeme und verrichten an diesen Arbeit. Die Kraft ist dabei eine gerichtete Größe, sie wirkt also immer entlang einer Linie und in eine bestimmte Richtung. Wenn Du beispielsweise einen Gegenstand anhebst, dann wirkt die Kraft entlang der Linie, an der Du den Gegenstand im Raum verschiebst, und in die Richtung dieser Bewegung.

Grundsätzlich gilt, dass Kräfte immer dann auftreten, wenn mechanische Arbeit verrichtet wird, sich also ein Körper im Raum bewegt, beschleunigt oder abbremst. Dafür muss aber nicht immer eine mechanische Kraft verantwortlich sein, wie im obigen Beispiel. Es gibt noch viele weitere Kräfte, etwa. die Reibungskraft zwischen verschiedenen Oberflächen oder die Federkraft, die eine Feder einer auf sie wirkenden Kraft entgegensetzt. Auch sie verrichten Arbeit, wenn sie beispielsweise eine Bewegung abbremsen oder die Feder wieder zusammenziehen lassen. Bei einem elektrischen Strom, in dem Elektronen von einer elektrischen Spannung beschleunigt werden, bewirkt wiederum die elektromotorische Kraft, dass die Elektronen sich im Leiter bewegen und so ein Strom fließt.

Gemessen wird die Kraft F in der Einheit Newton (N), benannt nach dem englischen Mathematiker und Physiker Isaac Newton (1643 – 1727), dem Begründer der klassischen Mechanik. Ein Newton ist definiert als die Kraft, die wirken muss, um einen ruhenden Körper mit einer Masse von einem Kilogramm innerhalb einer Sekunde gleichmäßig auf eine Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde zu beschleunigen: 1 N = 1 (kg * m) / s2.

 

Die Newtonschen Gesetze

Die Wirkungsweise der Kräfte erklären die drei Newtonschen Gesetze, die Isaac Newton in seiner 1687 erschienenen Principia Mathematica beschrieb: das Trägheitsprinzip, das Aktionsprinzip und das Reaktionsprinzip:

  • Nach dem Trägheitsprinzip behält ein Körper, auf den keine Kraft einwirkt, seine Beschleunigung bei. Ein ruhender Körper setzt sich also nicht von allein in Bewegung und ein bewegter Körper kann seine Beschleunigung nicht selbst steigern oder verringern.
  • Das Aktionsprinzip besagt, dass die von einer Kraft verursachte Veränderung einer Beschleunigung zu dieser Kraft proportional und ihr gleichgerichtet ist. Daraus leitet sich die Berechnungsformel der Kraft ab: Kraft ist gleich Masse mal Beschleunigung, F = m * a.
  • Nach dem Reaktionsprinzip erzeugt jede Kraft eine gleich große, ihr entgegengesetzt wirkende Gegenkraft. Wenn etwa ein Auto auf einer Straße fährt, dann wirkt auf die Reifen eine Kraft, die diese in Rotation versetzt und so das Auto nach vorn bewegt. Gleichzeitig wirkt auf die Straße eine Kraft in entgegengesetzter Richtung, die sie zurückschiebt. (Dass sich die Straße dabei nicht wirklich bewegt, liegt daran, dass sie Teil der Erde ist. Da deren Masse viel größer als die des Autos ist, bräuchte es eine ebenso große Kraft, um sie zu beschleunigen.)

Wie oben erwähnt, wirkt auch beim Strom eine Kraft, die die Elektronen durch die Stromleitung bewegt und so den Transport elektrischer Ladungen ermöglicht. Der Ursprung der auf die Elektronen wirkenden Kraft ist die Spannungsquelle, im Stromnetz also das Kraftwerk. Dem Strom ist es dabei egal, welcher Energiequelle sich das Kraftwerk zu seiner Produktion bedient. Wer jedoch Verantwortung für Natur und Umwelt übernehmen möchte, der sollte darauf achten, Strom aus nachhaltiger und veganer Erzeugung zu beziehen, für den keine Landschaften zerstört werden und keine Tiere leiden müssen. Deshalb bietet Dir Vegan Strom ausschließlich Strom aus nachhaltiger Solarenergie, Geothermie und Gezeitenkraft und hilft Dir so, Dein Leben vegan zu gestalten.

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