Trägheit & Newtons Gesetze

Der Bus bremst scharf, und alle Fahrgäste machen gleichzeitig einen Schritt nach vorn. Niemand hat sie geschubst, trotzdem bewegen sie sich. Hinter diesem Alltagsmoment stecken drei berühmte Gesetze, die Isaac Newton 1687 aufgeschrieben hat und mit denen du fast jede Bewegung erklären kannst: vom Einkaufswagen bis zur Rakete.

Trägheit: Dinge bleiben, wie sie sind

Das erste Gesetz sagt: Ohne Kraft ändert sich nichts. Was ruht, bleibt in Ruhe. Was sich bewegt, bewegt sich mit gleicher Geschwindigkeit geradeaus weiter. Diese Sturheit der Dinge heißt Trägheit. Ohne Kraft heißt dabei genauer: Unterm Strich bleibt keine Kraft übrig. Ein Buch auf dem Tisch wird von der Schwerkraft nach unten gezogen und vom Tisch genauso stark nach oben gedrückt, beides gleicht sich genau aus, deshalb liegt es still. Im bremsenden Bus dagegen bremst dein Körper nicht mit, er will einfach weiterfahren. Genau deshalb gibt es den Sicherheitsgurt: Er liefert die Kraft, die dich zusammen mit dem Auto abbremst.

F = m · a: Kraft ändert die Bewegung

Das zweite Gesetz verbindet Kraft, Masse und Beschleunigung: F = m · a. Die Einheit der Kraft ist Newton, kurz N, und 1 N beschleunigt 1 kg mit 1 m/s². Anschaulich heißt das: Je mehr Masse, desto mehr Kraft brauchst du für dieselbe Beschleunigung. Einen leeren Einkaufswagen bringst du mit einem Finger in Schwung, beim vollen musst du dich richtig dagegenstemmen. Einen Sonderfall siehst du jeden Tag: Die Erde zieht jeden Körper nach unten, und diese Kraft heißt Gewichtskraft. Du rechnest sie mit derselben Formel aus, für a setzt du die Fallbeschleunigung 9,8 m/s² ein: Auf 1 kg wirken rund 9,8 N.

Kraft und Gegenkraft

Das dritte Gesetz sagt: Kräfte treten immer paarweise auf. Drückst du gegen etwas, drückt es genauso stark zurück. Wichtig dabei: Die beiden Kräfte wirken auf verschiedene Körper, deshalb heben sie sich nicht gegenseitig auf. Eine Rakete stößt Gas nach hinten aus, das Gas drückt die Rakete nach vorn. Und wenn du dich im Schwimmbad vom Beckenrand abstößt, schiebst du den Rand nach hinten und der Rand schiebt dich nach vorn durchs Wasser.