Читать книгу Hals über Kopf - Richard P. McCall - Страница 12

Das oben angeführte Gedankenexperiment, dass Sie auf einer glatten Fläche zu Boden fallen könnten, bringt eine weitere Kraft ins Spiel, die manchmal bedacht werden muss: die Normalkraft. Normal hat in diesem Zusammenhang nicht die Bedeutung von gewohnt, typisch oder üblich. Es handelt sich um einen mathematischen Ausdruck, der ‚senkrecht‛ bedeutet. Eine Normalkraft tritt auf, wenn sich zwei Objekte in Kontakt befinden und aufeinander Kräfte ausüben, die senkrecht zu ihren Oberflächen wirken. Wenn Sie jetzt beispielsweise auf Ihrem Stuhl sitzen, ist Ihr Gesäß mit dem Stuhl in Kontakt. Der Stuhl drückt nach oben gegen Ihr Gesäß und es drückt nach unten auf den Stuhl. Wenn Sie sich gegen die Rückenstütze des Stuhls nach hinten lehnen, drückt die Stütze nach vorne gegen Ihren Rücken und Sie drücken nach hinten gegen die Lehne. Wenn Sie auf einer ebenen Unterstützungsfläche stehen, drückt die Fläche nach oben und Sie drücken nach unten auf die Fläche. Liegt ein Buch auf einem Tisch, drückt der Tisch nach oben gegen das Buch, und das Buch drückt nach unten auf den Tisch.

Die Sache wird etwas komplizierter, wenn ein Objekt auf einer schrägen Oberfläche liegt, wie zum Beispiel ein Buch, das auf einem Tisch liegt, der an seinem einen Ende hochgehoben wurde (Abb. 1.4). Auf dieses Buch wirken verschiedene Kräfte ein. Die Normalkraft ist in diesem Falle die Kraft, mit der die Tischoberfläche in senkrechter Richtung zur Oberfläche des Buches der Kraft seines Gewichts entgegenwirkt. Wenn der Tisch plötzlich entfernt würde, fiele das Buch zu Boden.

Die Normalkraft wird häufig als Unterstützungskraft betrachtet oder als eine Kraft, die ein Objekt aufrecht hält oder verhindert, dass es fällt, wie etwa ein Buch auf einem Tisch, eine Person auf einem Stuhl oder ein Wagen auf einer Straße. Normalkräfte können jedoch dazu verwendet werden, ein Objekt zu bewegen. Wenn Sie in einem Aufzug stehen, drückt Sie der Boden nach oben, sodass Sie aufrecht stehen können. Wenn sich der Aufzug nach oben zu bewegen beginnt, führt die größere Kraft, mit der der Boden gegen ihr Gewicht drückt, dazu, dass sie nach oben beschleunigt werden. Wenn Sie versuchen würden, auf einer Eisoberfläche zu stehen, würde Sie die Normalkraft nach oben drücken. Würden Sie jedoch ausrutschen und auf das Eis fallen, würde die Normalkraft, die aufträte, wenn Sie auf das Eis aufschlagen, Ihren Sturz aufhalten. Diese Normalkraft könnte so groß sein, dass Sie sich einen Knochen brechen oder sich anderweitig verletzen.

Abb. 1.4 Kräfte, die auf ein Buch auf einer schrägen Tischoberfläche einwirken: die Normalkraft F_Normal’ die Reibungskraft F_Reibung und das Gewicht W.