Tip:
Highlight text to annotate it
X
Wenn Menschen fliegen könnten,
ohne Hilfsmittel und Maschinen,
was meint ihr, wie schnell würden wir dann sein?
Der Weltrekord im Jahr 2012
für den schnellsten Kurzstreckensprint
liegt bei etwa 43 km/h.
Die Laufgeschwindigkeit hängt davon ab, wie viel Kraft
von den Beinen des Läufers ausgeübt wird,
und laut Newtons zweitem Gesetz der Bewegung
ist Kraft das Produkt von Masse mal Beschleunigung.
Newtons drittes Gesetz besagt,
dass jeder Kraft immer
eine gleich große und entgegengerichtete Kraft entgegenwirkt.
Das heißt also, dass man beim Laufen
einen Boden haben muss, um sich davon abzustoßen,
und der Boden „drückt gegen“ die Füße des Läufers.
Fliegen ist daher eigentlich
vielmehr wie schwimmen.
Im Moment ist Michael Phelps der schnellste Mensch im Wasser
und der am meisten ausgezeichnete Olympiateilnehmer aller Zeiten.
Ratet mal, wie schnell er schwimmt?
Die Antwort wird euch überraschen.
Sein Geschwindigkeitsrekord liegt
bei weniger als 8 km/h.
Ein Kind kann Michael Phelps im Wasser
leicht überholen, wenn es neben ihm herläuft.
Aber warum ist das so?
Kommen wir noch einmal zu Newtons drittem Gesetz der Bewegung zurück.
Wenn wir laufen, bewegen wir uns vorwärts,
indem sich unsere Füße am Boden abstoßen
und der Boden „zurück drückt“,
und uns somit vorantreibt.
Der Boden ist fest.
Laut Definition bedeutet das, dass die Partikel
an Ort und Stelle eingeschlossen sind
und „zurück drücken“ müssen anstatt auszuweichen,
aber Wasser ist flüssig und fließt sehr leicht.
Wenn wir unsere Gliedmaßen bewegen,
um das Wasser wegzudrücken,
kann ein Teil der Wassermoleküle
einfach den anderen ausweichen
anstatt „zurück zu drücken“.
Lasst uns nun zum Fliegen kommen.
In der Luft haben die Partikel
noch mehr Freiraum, um einander auszuweichen,
also verschwenden wir hier noch viel mehr Energie.
Wir müssten sehr viel Luft wegdrücken,
um uns vorwärts zu bewegen.
Astronauten bewegen sich im Weltall,
in der Schwerelosigkeit, in Shuttles,
indem sie an Hebeln ziehen, die an der Decke
und am Boden des Shuttles angebracht sind.
Nun stellt euch vor, ihr hättet die Fähigkeit zu schweben.
Wie würdet ihr euch mitten auf der Straße bewegen?
Ihr würdet nicht sehr weit kommen,
wenn ihr durch die Luft „schwimmt“, oder?
Nein, eher nicht!
Nehmen wir einmal an, ihr könntet schweben
mit genügend Geschwindigkeit, um euch tatsächlich zu bewegen.
Dann lasst uns mal über eure Flughöhe diskutieren.
Gemäß dem Gesetz der
Zustandsgleichung idealer Gase
haben Druck und Temperatur eine positive Wechselbeziehung,
das heißt, sie steigen und fallen gemeinsam.
Das ist so, weil sich das Volumen der Luft
mit weniger Druck vergrößert,
und somit haben die Moleküle mehr Raum, sich zu bewegen,
ohne dass sie aufeinanderstoßen und Hitze erzeugen.
Da der Atmosphärendruck in großen Höhen
viel niedriger ist,
würde es eisig kalt sein,
wenn ihr über den Wolken flöget.
Dann müsstet ihr euch warm einpacken,
um eure Körperkerntemperatur
über 35 Grad Celcius zu halten,
ansonsten würdet ihr heftig frösteln,
ihr würdet allmählich geistig durcheinander kommen
und fielet schließlich vom Himmel,
weil ihr eure Muskeln wegen
vor Unterkühlung nicht mehr kontrollieren könntet.
Also die Zustandsgleichung idealer Gase besagt:
Wenn der Druck fällt,
steigt das Volumen des Gases an.
Wenn ihr also zu schnell ganz gerade in die Höhe flöget,
würde sich das reaktionsträge Gas in eurem Körper rasend schnell ausbreiten,
so wie Limonade zischt, wenn sie geschüttelt wird.
Dieses Phänomen wird als
„Dekompressionskrankheit“
oder auch „Taucherkrankheit“ bezeichnet,
da Tiefseetaucher dies durchleben,
wenn sie zu schnell nach oben gehen.
Das Ergebnis davon sind Schmerzen,
Lähmung
oder sogar Tod,
es hängt davon ab, wie schaumig das Blut wird.
Also gut, sagen wir, ihr wollt
nur ein paar Meter über dem Boden fliegen,
wo ihr noch die Straßenschilder sehen
und locker Sauerstoff einatmen könnt.
Ihr braucht jedoch eine Schutzbrille und einen Helm,
um euch vor Vögeln,
Insekten,
Straßenschildern
elektrischen Kabeln
und anderen fliegenden Menschen zu schützen,
einschließlich fliegenden Polizisten,
immer bereit, euch ein Knöllchen zu geben,
wenn ihr nicht die Flugregeln befolgt.
Denkt daran, wenn ihr einen Zusammenstoß in der Luft habt
und bewusstlos werdet,
geht ihr in den freien Fall über,
bis ihr auf dem Boden aufschlagt.
Ohne die Gesellschaft oder die Gesetze der Physik
wäre es total super, fliegen zu können.
Aber selbst wenn wir alle einfach so
ein paar Meter über dem Boden herum schweben könnten
und uns nur im Schneckentempo bewegen würden,
sage ich euch, wäre es trotzdem eine coole Fähigkeit, die ich haben möchte,
ihr nicht auch?
Dachte ich mir's doch.
Welche Physiklektion über die Superkräfte
werdet ihr als nächste erkunden?
Veränderung der Körpergröße,
Supergeschwindigkeit,
Fliegen,
Superkraft,
Unsterblichkeit
und
Unsichtbarkeit.