Grundlagen der Physik: Die Kraftformel

Einführung

• Isaac Newton: Begründer vieler physikalischer Gesetze.
• Thema der Vorlesung: Grundlagen der Physik mit Fokus auf die Kraftformel.

Die Kraftformel

• Formel: ( F = m \times a )
  • ( F ): Kraft (Einheit: Newton)
  • ( m ): Masse (Einheit: Kilogramm)
  • ( a ): Beschleunigung (Einheit: Meter pro Sekunde²)

Begriffe und Konzepte

• Kraft (F): Notwendige Anstrengung, um einen Körper zu bewegen oder zu beschleunigen.
  • Beispiel: Ein 5 Kilogramm schwerer Rucksack benötigt Kraft, um getragen zu werden.
• Masse (m): Gewicht eines Objektes.
• Beschleunigung (a): Änderung der Geschwindigkeit eines Körpers.
  • Beispiel: Ein fallendes Smartphone wird mit der Zeit schneller.

Anwendung der Formel

• Kraft als Anstrengung:
  • Kleine Anstrengung: Wenn sowohl die Masse des Objektes als auch die Geschwindigkeit klein sind.
  • Große Anstrengung: Wenn sowohl die Masse als auch die Beschleunigung groß sind.

Beispielaufgabe

• Problemstellung: Wie viel Kraft wird benötigt, um ein Auto von der Ampel weg zu beschleunigen?
  • Gegebene Werte:
    • Masse des Autos: 1500 kg
    • Beschleunigung: 7 m/s²
• Berechnung:
  • ( F = m \times a = 1500 , \text{kg} \times 7 , \text{m/s}^2 = 10.500 , \text{Newton} )
• Ergebnis: Die benötigte Kraft beträgt 10.500 Newton.