Ich bin mir nicht sicher, ob meine Frage etwas naiv erscheint. Ich habe das Gefühl, dass ich das Konzept der Kraft an sich nicht wirklich verstehe, weshalb ich die obige Frage im Titel stelle. Ich kenne die Formel zur Berechnung der Schwerkraft zwischen zwei Objekten. Ich weiß, wie die Kraft im Zähler der Formel das Ergebnis der Multiplikation der Masse beider Objekte ist, aber ich bin verwirrt darüber, warum die Schwerkraft, die von zwei Objekten über eine Entfernung ausgeübt wird, gleich sein muss, insbesondere wenn ein Objekt wirklich ist klein (wie ein Gasmolekül, ein Ball, Stift usw.) im Vergleich zu anderen (wie Planet Erde, Sterne usw.). Wie kann ein kleines Wesen wie ein Gasmolekül die gleiche Schwerkraft ausüben, die die Erde auf es ausübt? Ich denke, mein Problem ist, dass ich an Kraft als Funktion der Masse denke, ein Objekt massiver, ein größeres Potenzial, Kraft extern auf andere Objekte auszuüben, und mehr Potenzial, die darauf ausgeübte Kraft zu ertragen, ohne zu brechen. Wenn also die Erde die gleiche Kraft auf ein kleineres Objekt ausüben kann, wie kann das kleinere Objekt dieser Kraft widerstehen? Wenn jemand eine intuitive Erklärung dazu geben könnte, wäre ich sehr dankbar dafür.
Dies gilt nicht nur für die Schwerkraft an sich. Aufgrund des Dritten Newtonschen Gesetzes gilt dies für alle Kräfte.
Eine meiner Lieblingsfragen, die ich meinen Intro-Physikstudenten stelle, ist die folgende:
Übt bei einer Kollision zwischen einem Güterzug und einem Auto der Güterzug mehr Kraft auf das Auto aus oder das Auto mehr Kraft auf den Güterzug?
Die Antwort ist natürlich, dass nach Newtons drittem Gesetz diese beiden Größen gleich sein müssen. Die Auswirkungen dieser Kraft auf jedes Objekt sind natürlich unterschiedlich; Das liegt daran, dass die Beschleunigung jedes Objekts nicht nur von der Kraft auf es, sondern auch von seiner Masse abhängt. Konkret haben wir ; und so wird bei einer gegebenen Kraft das Objekt mit geringerer Masse stärker beschleunigen.
Dasselbe gilt für die gravitative Wechselwirkung zwischen einem Bleistift und der Erde. Die Kraft, die von der Erde auf den Bleistift ausgeübt wird, muss die gleiche sein wie die Kraft, die der Bleistift auf die Erde ausübt. Aber der Bleistift ist viel, viel weniger massiv als die Erde, also beschleunigt er viel mehr als die Erde, sobald er sich frei bewegen kann.
Newtons drittes Gesetz verlangt es. Mit anderen Worten, die Impulserhaltung erfordert es. Materie würde sich selbst beschleunigen, wenn dies nicht der Fall wäre.
Newtons 3. Gesetz ist wirklich eine Aussage über Symmetrie. Es gibt keine besonderen Objekte im Newtonschen Universum, die Kraft ausüben können, ohne die Reaktion zu spüren. Wenn es so wäre, hätte es alle möglichen Konsequenzen. Beispielsweise würde das Momentum nicht erhalten bleiben.
Ihre Intuition mit der Schwerkraft erkennt nicht, wie gering die Schwerkraft ist, wenn ein Molekül oder ähnliches gravitativ mit der Erde interagiert. Die Kräfte sind winzig, aber immer noch genug, um das Molekül zu beeinflussen, aber die Wirkung auf der Erde ist so winzig, dass sie nicht messbar ist.
Adrian Howard
Neuling