Das 3. Newtonsche Gesetz (Wechselwirkungsprinzip) wird häufig mit einem Kräftegleichgewicht verwechselt. Zwischen dem Wechselwirkungsprinzip und dem Kräftegleichgewicht bestehen jedoch wesentliche Unterschiede.
Unterschiede zwischen Wechselwirkungskräften und Kräftegleichgewicht
- Ein Kräftegleichgewicht an einem Körper kann bestehen, wenn die resultierende Kraft, also die Summe aller wirkenden Kräfte auf diesen einen Körper Null ist.
- Die Wechselwirkungskräfte Actio und Reactio greifen immer an verschiedenen Körpern an! Die Wechselwirkungskräfte können daher nie im Gleichgewicht sein.
- Wechselwirkungskräfte existieren immer, auch wenn sie manchmal schwer zu identifizieren sind. Ein Kräftegleichgewicht kann vorliegen, muss aber nicht. Kurz: Reactio muss, Gleichgewicht kann sein!
Damit du ein Gefühl dafür bekommst, wann Wechselwirkungskräfte einerseits und Kräfte im Gleichgewicht andererseits vorliegen, hier einige typische Beispiele:
Wechselwirkungskräfte:
In Abb. 1 greifen die Kräfte an verschiedenen Körpern an, können also nicht im Gleichgewicht sein. Aufgrund der wirkenden Kräfte ändert sich der Bewegungszustand der Skater, sie fahren aufeinander zu und zwar unabhängig davon wer zieht.
In Abb. 2 übt wie beim Originalversuch von Newton nicht nur der Magnet eine Kraft auf den Nagel aus, sondern umgekehrt auch der Nagel auf den Magneten. Die Kräfte greifen also an Körpern an, es handelt sich um Wechselwirkungskräfte.
Kräfte im Gleichgewicht:
Die Kraft des linken Autos und die des rechten Autos greifen an dem Klotz in der Mitte des Abschleppseiles an. Sie greifen am gleichen Körper an. Wenn ihre Beträge gleich groß sind, ändert der Klotz seinen Bewegungszustand nicht.
Joachim Herz Stiftung
An der Hantel greift deren Gewichtskraft an und die Muskelkraft des Gewichthebers. Hält der Gewichtheber die Hantel gerade in Ruhe, so herrscht zwischen beiden Kräften ein Kräftegleichgewicht.
Das Beispiel in der Animation in Abb. 5 soll den Unterschied zwischen Wechselwirkungskräften und Kräften im Gleichgewicht noch einmal verdeutlichen.
Die Hand hält mit der Kraft \({\vec F_{{\rm{Hand}}}}\) über eine Schnur eine Federwaage, an der ein Körper hängt.
In Abb. 5.1 sind mit jeweils gleicher Farbe die Wechselwirkungskräfte dargestellt. Hinweis: Die reactio zur Handkraft ist nicht eingezeichnet
In Abb. 5.2 sind in jeweils gleicher Farbe diejenigen Kräfte dargestellt, welche im Gleichgewicht sind.