Beispiele für Trägheit - Physik und Alltag kombinieren

Trägheit - was ist das?

Schon Galilei erkannte das Prinzip der trägen Masse und heutige Schulbücher formulieren es in etwa so: Alle Körper sind träge. Was aber bedeutet das?

• Körper behalten einen Bewegungszustand (dazu gehört kurioserweise auch der Ruhezustand) bei, wenn keine äußere Kraft auf ihn einwirkt.
• Dieses Verhalten, Trägheit genannt, ist eine Eigenschaft eines Körpers. Wie träge ein Körper ist, wird durch die physikalische Größe "Masse" angegeben. Was Physiker als "Masse" bezeichnen, wird im Alltag "Gewicht" genannt und in Kilogramm angegeben.
• Will man einen Körper in Bewegung bringen, benötigt man dazu eine von außen einwirkende Kraft. Diese Kraft muss selbstredend umso größer sein, je träger ein Körper ist, also je mehr Masse dieser hat. 

Beispiele aus dem Alltag - so macht sich Trägheit bemerkbar

Beispiele aus dem Alltag, in denen Trägheit bzw. die träge Masse von Körpern eine Rolle spielt, gibt es natürlich zahllose. Im Folgenden seien daher Beispiele genannt, die wenig Offensichtliches wie Reibung offenbaren bzw. zu Unfällen führen. Und diese Beispiele können Sie mit eigenen kleinen Experimenten nachvollziehen - es werden nur Materialien aus dem Haushalt dafür benötigt.

Erklärung der Trägheit in der Physik

Jeder Autofahrer, der bereits einen Auffahrunfall erlebt hat, kennt die Auswirkungen der Trägheit …

• Um den Bewegungszustand eines Körpers zu ändern, ist eine Kraft nötig. Allerdings hat man häufig den Eindruck, dass Gegenstände "quasi von selbst", also ohne äußeren Einfluss, ihre Bewegung ändern. So kommt zum Beispiel ein Auto schnell zum Stillstand, wenn es nicht mehr angetrieben wird. In diesem Fall "versteckt" sich allerdings die wirkende Kraft, nämlich Reibung. Auch diesen Sachverhalt erkannte Galilei bereits.
• Auch Menschen (als Masse) sind träge, hier im physikalischen Sinne natürlich, und behalten ihren ursprünglichen Bewegungszustand bei. Bremst ein Auto abrupt, so fliegen die Insassen nahezu ungebremst weiter - in die Windschutzscheibe. Auch stehenden Fahrgästen in Bussen und Bahnen kann dies passieren. Für Sicherheit sorgen Gurte im Auto bzw. Festhalten in öffentlichen Verkehrsmitteln. Als eigenes Experiment können Sie einen kleinen Holzklotz auf ein Wägelchen laden und mit einiger Geschwindigkeit gegen die Wand fahren lassen. Befestigen Sie nun den Klotz mit einem Gummiband auf dem Wägelchen.
• Auch Kurven haben es in sich: Die Fahrzeuginsassen sind träge und wollen eigentlich den Bewegungszustand "geradeaus" beibehalten. In Kurven führt dies zu den bekannten Fliehkräften. Simulieren Sie eine Kurvenfahrt, indem Sie das mit dem Klotz beladene Wägelchen rasante Kurven durchfahren lassen und beobachten Sie, wohin der träge Klotz fliegt.
• Zum Ausprobieren: Massen sind umso träger, je schwerer sie sind. Stellen Sie einen Styroporblock und darüber ein schweres Wägestück einer Balkenwaage auf ein Blatt Papier. Das Papierblatt soll an der Tischkante leicht überhängen. Ziehen Sie nun das Papierblatt mit einem Ruck schnell weg. Das Wägestück fällt - große träge Masse - auf die Tischplatte. Der Styroporblock - kleine träge Masse - fällt neben dem Tisch zu Boden. Probieren Sie das gleiche Experiment mit übereinander gestapelten 10-Cent-Stücken aus. Welche Anzahl benötigen Sie, damit Sie eine darunter befindliche Postkarte schnell wegziehen können, ohne dass der Stapel kippt?