Wie entsteht Trägheitskraft?

Dies wird als Trägheitskraft bezeichnet . Und das liegt allein an der Trägheit.

Es ist keine wirkliche Kraft, die der Vorwärtsbewegung des Balls entgegenwirkt. Es ist tatsächlich die Tatsache, dass das Objekt Trägheit hat. Und was passiert ist, dass ein Beobachter im Bus sieht, wie der Ball rückwärts beschleunigt, wenn der Bus vorwärts beschleunigt, und das liegt an dieser Trägheitskraft.

Ich weiß, dass Sie angegeben haben, dass Sie neben der Trägheit nach einer anderen Erklärung suchen. Die Realität ist, dass es keine andere Erklärung gibt.

Trägheit ist eine Eigenschaft von Objekten, die eine Masse haben. Und in der Tat besagt Newtons erstes Bewegungsgesetz, dass Trägheit die Eigenschaft ist, durch die ein Objekt, das sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, in konstanter Geschwindigkeit bleibt oder stationär bleibt, es sei denn, es wird von einer äußeren Kraft eingewirkt .

Das bedeutet, dass, wenn der Bus sich zu bewegen beginnt, das Objekt stationär bleibt (für einen Beobachter außerhalb des Busses). Es gibt keine Kraft, die dies verursacht oder Trägheit verursacht. Trägheit ist vielmehr eine natürliche Eigenschaft des Balls und aller materiellen Objekte.

Es gibt nur einen Fall, in dem sich der Ball mit dem Bus vorwärts bewegt, und das ist das Vorhandensein von Reibung. Dies ist die einzige Möglichkeit für eine solche Situation.

Warum Objekte Trägheit haben, ist wirklich eine philosophische Frage, und ich behaupte nicht, die Antwort zu haben, und tatsächlich glaube ich, dass niemand die Antwort hat. Newton war in der Lage, sie zu quantifizieren, und Einstein ging weiter, indem er die wunderbare Entdeckung machte, dass die träge Masse der schweren Masse entspricht.

Vielleicht haben wir irgendwann in der Zukunft die Antwort auf die Frage, was die Ursache für Trägheit ist. Vor etwa 300 Jahren formulierte Newton das Gesetz der universellen Gravitation. Dann, im frühen 20. Jahrhundert, zeigte Einstein erfolgreich, wie die Krümmung der Raumzeit Newtons scheinbare „Masse zieht Masse“ erklärt.

Eigentlich muss man Trägheit für eine intuitive Erklärung nicht einbeziehen.

Stellen Sie sich einen Astronauten im Weltall vor. Er arbeitet von außen an der Raumstation und schwebt im freien Raum herum. Dann lässt er seinen Schraubenschlüssel los.

Was würdest du intuitiv von dem Schraubenschlüssel erwarten? Sie würden erwarten, dass es einfach dort hängt, oder? Denn auf ihn wirken keine Kräfte. Erst wenn er es wieder anfasst, bewegt es sich, da er nun eine Zugkraft auf es ausübt.

Unser intuitives Verständnis ist, dass sich Dinge nicht in Bewegung setzen sollten, wenn nicht eine Kraft auf sie einwirkt. Dies ist eine der Schlüsselideen von Newtons erstem Gesetz.

Halten Sie nun an diesem intuitiven Verständnis fest und bringen Sie es in Ihr Busszenario ein. Ein Ball liegt still auf dem Busboden. Dann beschleunigt der Bus, weil sein Motor ihn vorwärts treibt. Aber nichts beschleunigt den Ball noch.

Der Bus bewegt sich also unter dem Ball vorwärts und es gibt keinen Grund zu erwarten, dass sich der Ball mitbewegt – es sei denn, eine Kraft zieht den Ball hinein. Und wir haben eine Kraft, die den Ball hineinzieht. Das wäre Reibung.

Die Reibung zieht jedoch nur im unteren Punkt, sodass nur dieser Punkt nach vorne beschleunigt wird, nicht die gesamte Kugel. Da dieser Punkt mit allen anderen Punkten im Ball verbunden ist, aber etwas außerhalb des Massenmittelpunkts liegt, bewirkt das Ziehen an diesem tiefsten Punkt, dass sich der Ball dreht.

Und da haben Sie es. Keine Kraft drückt den Ball nach hinten. Dass es sich rückwärts zu bewegen scheint, ist nur eine Illusion – es ist vielmehr der Bus, der darunter vorwärts fährt. Und der Vorwärtszug im untersten Punkt bewirkt, dass sich der Ball dreht (rollt).

Das ist es. Es wird keine Kraft "erzeugt", die der Beschleunigung eines Objekts entgegenwirkt. Die Tatsache, dass das Objekt einer Beschleunigung widersteht, ist die erwartete intuitive Standardeinstellung – die dann Trägheit genannt wurde und (in linearen Fällen) durch das repräsentiert wird, was wir Masse nennen . Trägheitskräfte oder Euler-Kräfte, die typische Namen für die scheinbare "Kraft" sind, die den Ball nach hinten drückt, sind nur Illusionen und wurden nur erfunden, um den scheinbaren Rückwärtsschub aus dem nicht-trägen Referenzrahmen zu erklären. Zentrifugalkräfte fallen in dieselbe Kategorie, nur im Fall der Kreisbewegung. Aus einem Inertialsystem existieren diese Kräfte nicht – sie sind sogenannte Pseudokräfte .

Sie erwähnen reibungslose Fälle und Reibungsfälle im letzten Satz der Frage. Beachten Sie, dass für einen reibungslosen Fall genau die gleiche Erklärung gilt, nur ohne dass der Ball rollt / dreht. Der Ball würde einfach dort bleiben, wo er sich im Raum befindet, unbeeinflusst von der Tatsache, dass sich der Bus darunter vorwärts bewegt.

Denn der Rollwiderstand der Kugel ist geringer als die Beschleunigungskraft, die vom Boden des Busses auf die Kugel übertragen wird

@ josef h

Trägheit ist eine natürliche Eigenschaft des Balls und aller materiellen Objekte

Dies kann aus einer anderen Perspektive betrachtet werden. Es gibt verwirrende Verwendungen von Masse, bei denen sie als auftauchendes Verhalten (wie Temperatur) oder wohl grundlegend interpretiert werden kann, wie z. B. seine Assoziation mit dem Higgs-Teilchen. Es ist zumindest für mich nicht klar, dass wir verstehen, was Masse ist und ihre Manifestation als Trägheit, obwohl wir das Konzept erfolgreich verwenden, um die Dynamik von Ereignissen zu beschreiben.