Gleichförmige Bewegung

Untertitel: Das fliegende Klassenzimmer

Es ist wichtig, sich in Erinnerung zu rufen, dass die Geschwindigkeit als Vektor beschrieben wird. Dieser hat Betrag und Richtung. Von einer unbeschleunigten Bewegung darf man nur dann sprechen, wenn sich beide Eigenschaften nicht verändern.

Das Auto in der Abb.fährt nicht unbeschleunigt! Der Betrag des Vektors bleibt zwar gleich, aber seine Richtung ändert sich. Die Beschleunigung spürst du, indem du am Fuße des Hügels etwas in den Sitz gedrückt und an der höchst Stelle etwas leichter wirst (F2).

Hügelfahrt

Eine unbeschleunigte (gleichförmige) Bewegung liegt dann vor, wenn du gar nicht spürst, dass du dich bewegst! Wenn die Geschwindigkeit gleich bleibt, wirst du weder schneller, noch langsamer, noch gibt es Kurven. Alles erscheint ganz normal und gewohnt zu sein. Wenn sich das ganze Klassenzimmer mit - sagen wir - halber Lichtgeschwindigkeit, aber völlig gleichförmig bewegen würde, würdest du das nicht spüren. So wie auch in einem Flugzeug alles ganz normal abläuft (ein Flugzeug mit geschlossenen Fenstern ist wie der Kasten in der Abb. Abb. ). Und noch mehr: Du kannst nicht einmal messen, dass du dich bewegst (F3).

Relativ bedeutet vergleichsweise. Eigenschaften, diesich verändern, je nachdem, womit man sie vergleicht, sind relativ. Ein Mensch ist relativ groß und schwer - aus der Sicht einer Ameise. Ein Mensch ist relativ klein und leicht - aus der Sicht eines Elefanten. Diese Eigenschaften ändern sich mit dem Vergleich und sind daher relativ. Auch Geschwindigkeiten sind relativ (F4)! Wie groß sie gemessen werden, ist eine Frage des Bezugssystems (siehe auch F7, Kapitel 4.2). Eine Tasse am Tisch im Flugzeug bewegt sich aus deiner Sicht nicht, aus der Sicht einer Person am Boden mit 250 m/s. Welche Ansicht ist richtig? Beide! Es ist eben nur eine Frage des Bezugssystems!

Übrigens: Wenn du meinst, dass du jetzt gerade ruhig am Sessel sitzt, dann ist das ebenfalls Ansichtssache. Du bist relativ zur Erde in Ruhe! Aber die Erde selbst bewegt sich mit 30 km/s (!) um die Sonne! Aus der Sicht der Sonne hast du also eine Mordsgeschwindigkeit.

Relative Größen brauchen zur Bestimmung immer einen Vergleich. Du kannst sie nicht alleine bestimmen. Das ist der springende Punkt! Wenn du im tiefsten Weltall fliegst, wo es keine Vergleichspunkte gibt (etwa einen Planeten), kannst du nicht feststellen, ob du dich bewegst (F5). Und wenn ein anderes Raumschiff an dir vorbeifliegt, dann kannst du auch nur feststellen, wie groß die Geschwindigkeiten relativ zueinander sind. Du kannst aber nicht sagen „Ich bin in Ruhe und der andere fliegt an mir vorbei„ oder auch umgekehrt.

Bei Beschleunigungen (also Geschwindigkeitsänderungen) ist das anders. Beschleunigungen sind absolut (F3). Absolut bedeutet „losgelöst“. Man muss also nicht vergleichen. Wenn du in einem Flugzeug sitzt, das beschleunigt, dann kannst du das spüren und natürlich auch messen. Beschleunigung kannst du ganz alleine im tiefsten Weltall messen, ohne irgendeinen Bezugspunkt.

Beschleunigung sind immer zu spüren

Wenn keine Beschleunigungen in irgendeiner Form auftreten, dann spricht man in der Physik von einem Inertialsystem. Man kann also sagen: Wenn du dich in einem völlig ruhig fliegenden Flugzeug befindest, dann befindest du dich in einem Inertialsystem. In diesen Systemen funktioniert daher alles ganz normal. Wenn das Flugzeug schneller oder langsamer wird, dann ist es kein Inertialsystem mehr. Das kannst du auch spüren. Es könnte dann sein, dass der Kaffee überschwappt oder du mit dem Zuckerstück die Tasse verfehlst.

Unangenehme Beschleunigungen