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Wechselwirkungspaare nach dem dritten Newtonschen Gesetz
Das dritte Newtonsche Gesetz, auch bekannt als Gesetz von Aktion und Reaktion, besagt, dass für jede Aktion (Kraft) in der Natur immer eine gleich große, aber entgegengesetzte Reaktion vorhanden ist. Dies bedeutet, dass Kräfte immer in Paaren auftreten. Im Fall des Apfels, der von einem Seil gehalten wird, das am Baum befestigt ist, gibt es mehrere Wechselwirkungspaare. Diese Wechselwirkungspaare können beschrieben werden, indem man zunächst die beteiligten Körper identifiziert und dann die Kräfte, die zwischen diesen Körpern wirken.
Wechselwirkungspaar 1: Apfel und Erde
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Aktion: Die Erde zieht den Apfel aufgrund der Schwerkraft nach unten.
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Reaktion: Der Apfel zieht die Erde ebenfalls mit einer gleich großen, aber entgegengesetzten Kraft nach oben.
Dieses Wechselwirkungspaar entspricht der Schwerkraft, die zwischen Apfel und Erde wirkt. Obwohl diese Kräfte gleich groß sind, ist die resultierende Beschleunigung der Erde aufgrund ihrer viel größeren Masse im Vergleich zum Apfel vernachlässigbar.
Wechselwirkungspaar 2: Apfel und Seil
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Aktion: Der Apfel übt durch seine Masse und die Schwerkraft eine Kraft nach unten auf das Seil aus.
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Reaktion: Das Seil übt eine gleich große, aber entgegengesetzte Kraft nach oben auf den Apfel aus.
Dieses Wechselwirkungspaar stellt die Spannkraft des Seils dar, die den Apfel hält. Es verhindert, dass der Apfel zur Erde fällt.
Wechselwirkungspaar 3: Seil und Baum
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Aktion: Das Seil übt aufgrund der Spannung eine Kraft auf den Aufhängepunkt am Baum aus.
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Reaktion: Der Baum übt eine gleich große, aber entgegengesetzte Kraft auf das Seil aus.
Auch hier handelt es sich um eine direkte Anwendung des dritten Newtonschen Gesetzes, wobei die Wechselwirkungen die Befestigung des Seils am Baum betreffen.
Nichtwechselwirkungspaare
- Die Schwerkraft des Apfels, die auf den Boden unter ihm wirkt, ohne dass direkter Kontakt besteht.
- Die Luftwiderstandskraft, die auf den Apfel wirkt, während er noch vom Seil gehalten wird. Da hier keine Bewegung im Spiel ist, ist diese Interaktion eigentlich kein Teil des beschriebenen Szenarios.
Zusammenfassung
Die Unterscheidung zwischen actio und reactio (Aktion und Reaktion) im Kontext dieses Beispiels orientiert sich am dritten Newtonschen Gesetz. Entscheidend ist, dass die Kräfte immer paarweise auftreten: Die von einem Körper ausgeübte Kraft (Aktion) ist stets von einer gleich großen und entgegengesetzten Kraft (Reaktion) begleitet, die auf den ursprünglichen Körper zurückwirkt. In diesem Szenario sind Wechselwirkungspaare zwischen Apfel und Erde, Apfel und Seil sowie Seil und Baum erkennbar.
