Da Ernst mich schon mehrmals als Vollidiot hier dargestellt hat, würde mal gerne meine zugrundeliegende Gedanken beschreiben.
An der Decke ist eine Feder befestigt, unten hat sie einen Griff. Max zieht am Griff und dehnt die Feder. Er übt eine Kraft, die nach unten gerichtet ist. Diese seine Kraft ist offensichtlich größer als die Widerstandskraft der Feder, der Griff bewegt sich nach unten bis Max-Kraft gleichgroß der steigenden Widerstandskraft der Feder wird. An diese Stelle sind beide Kräfte also gleich groß und entgegengerichtet, der Griff bewegt sich nicht. Nach gewisser Zeit werden die Max Muskeln schwächer, seine Kraft gibt nach, wird kleiner als die der Feder. Nun, drei Mal dürft Ihr raten in welche Richtung sich der Griff jetzt bewegen wird.
Betrachten wir jetzt die Situation eines schwingenden Feder-Masse-Systems aus Laborsicht. Die Masse ist eine Kugel, dem wir einen Anfangsimpuls übertragen haben – egal ob durch ziehen oder stoßen der Kugel. Lassen wir die Gravitationskraft beiseite und fangen bei s.g. 0-Punkt – das ist der Punkt, wo die Feder entspannt ist, die Bewegung der Kugel nach unten.
Unbestritten wirken in diesem 0-Punkt keine Kräfte an die Kugel, die Geschwindigkeit ist maximal. Im nächsten Moment wird die Feder etwas gedehnt, entsprechend wirkt ihre Kraft nach oben und entgegengesetzt der Bewegung der Kugel. Je weiter die Kugel nach unten sich bewegt, desto größer wird die Federkraft, die Kugel wird gebremst (negative Beschleunigung) bis sie den unteren Totpunkt erreicht, danach durch die Federkraft (die größte) nach oben beschleunigt und bewegt wird.
Man kann diese Bewegungsablauf so erklären: Nach dem 0-Punkt wächst die Federkraft und ist größer als die Trägheitskraft, die Kugel wird gebremst. Nun gut, machen wir jedoch eine Momentaufnahme der Kräfte, werden auch sehen, dass die resultierende Kraft nach oben zeigt. Demzufolge müsste die Kugel sich auch nach oben bewegen, bzw. nach oben beschleunigt werden. Das ist jedoch nicht der Fall, die Kugel bewegt sich zwar langsamer aber weiter nach unten, sie dehnt weiterhin die Feder. Was dehnt weiterhin die Feder nach unten, wenn die resultierende Kraft nach oben zeigt. Die Inertialkraft? Ja, ist das nicht die Trägheitskraft? Ist sie nicht nach wie vor, zwar etwas schwächer, aber doch größer als die Federkraft.
Eine Binsenwahrheit ist, dass ein Körper sich in dieser Richtung bewegt, in welcher eine angelegte oder resultierende Kraft wirkt.
Machen wir unter diesen Voraussetzungen wieder eine Momentaufnahme: Die resultierende Kraft, die die Feder weiterhin nach unten dehnt, zeigt nach unten. Ja, aber dann müsste die Kugel nach unten positiv beschleunigt werden – das ist auch nicht der Fall, sie wird zwar nach unten bewegt, dehnt weiterhin die Feder, wird aber negativ beschleunigt.
Eindeutig ist die Trägheitskraft größer als die der Feder, sonst könnte sie die Feder nicht dehnen. Ist vielleicht die negative Beschleunigung durch sich zeitlich änderte Kräfte verursacht, obwohl eine Momentaufnahme eine positive Beschleunigung nach unter indiziert? Ist vielleicht die Tatsache dafür schuld, dass Trägheitskräfte nicht beschleunigen können?
Nun, kommen wir zum unteren Totpunkt. Da kann die Trägheitskraft nicht mehr die Feder dehnen. Ist die Trägheitskraft in diesem Punkt gleich Null oder doch der Federkraft gleich, sodass die Kugel sich in Inertialbewegung (stehen) befindet?
Unbestriten ist die Geschwindigkeit der Kugel in diesem unteren (aber auch oberen) Punkt gleich Null. Glaube unbestritten wird auch, dass beide Kräfte in diesem Punkt gleich und entgegengerichtet sind, sodann die resultierende Kraft auch gleich Null ist.
Nachdem die Kugel zum Stillstand gekommen ist und keine Beschleunigung vorhanden ist, fällt seine Trägheitskraft in sich zusammen, die Federkraft bleibt aber bestehen, die Kugel wird nach oben beschleunigt, die Trägheitskraft taucht automatisch auf und widersetzt sich der Beschleunigung, sie ist jetzt jedoch schwächer als die Federkraft, die resultierende Kraft zeigt nach oben, die Kugel wird nach oben beschleunigt.
Meine Gedanke betraf genau diesen unteren Totpunkt, wo die Kugel zum Stillstand kommt und wo nach meiner Meinung für eine kleine Zeitspanne die Beschleunigung gleich Null sein muss. v = 0; Fres. = 0; demzufolge ist auch a = 0.
Das hat auch jeder beobachten können – ob das so eine Feder-Masse-Vorrichtung, ob der Pendel einer Pendeluhr, ob die Schaukel im Garten oder Jahrmarkt – im Punkt der Umkehrung der Bewegung bleibt der Körper für einen Augenblick stehen.
Auch die Bewegungsableitung aus einer Kreisbewegung, die Projektion der Kreisbewegung, zeigt in diesem Punkt, wo die Bahngeschwindigkeit senkrecht zur Projektionsebene steht, ein Stillstand für eine kleine Zeitspanne.
Eine Bewegung, Geschwindigkeit, Beschleunigung, die ihre Richtung in 180° ändern, von positiv ins negativ übergehen, müssen unausweichlich einen 0-Wert durchlaufen. Und das sind gerade diese OTP und UTP. Genauso und unbestritten ist die Situation bei der 0-Stelle, wo die Geschwindigkeit bestehen bleibt, jedoch die Kräfte und Beschleunigungen ihre Richtung um 180° ändern.
Nun, sind meine Gedanken so dämlich und naiv, wie der „Große Mechaniker“ sie hier darstellt? Mag sein, dass ich falsch liege, aber wo und warum.
Bitte um keine Lehrbuchdarstellungen und Formelchen, die nicht im Geringsten ins Detail gehen. Diese Darstellungen kennen wir zur Genüge. Eigenmeinungen sind gefragt.
Liebe Grüße
