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Einführende Anmerkungen
Geschwindigkeit, Kraft, Arbeit und Drehmoment
Zu dem Begriff "Geschwindigkeit" macht Weninger zunächst eine didaktische und eine sprachliche Anmerkung. Er kritisiert, daß üblicherweise im Unterricht ausschließlich die Translationsbewegung behandelt wird, so das andere Geschwindigkeiten wie die Rotationsgeschwindigkeit, die Erwärmungsgeschwindigkeit, die Verdunstungsgeschwindigkeit, die Arbeitsgeschwindigkeit (Leistung) und eventuell die Reaktionsgeschwindigkeit nicht in das Blickfeld der Schüler geraten. Weiterhin kritisiert er die Bezeichnungen "Translationsbewegung" oder "fortschreitende Bewegung". Weninger schlägt dagegen den Namen "Gleitbewegung" vor und begründet diesen ausführlich. Diesen Vorschlag kann man wohl nur mit dem Hinweis auf die Tradition ablehnen, wohl kaum mit rationalen Argumenten, denn mal wieder hat Weninger gute Argumente.
Mit der physikalischen Größe "Geschwindigkeit" verfährt Weninger in der gleichen Weise wie bei den bisher betrachteten Größen. Die Eigenschaft "Geschwindigkeit" einer Gleitbewegung v G+ ist zunächst eine Eigenschaft sui generis und nicht mit der mathematischen Ersatzgröße" vG = l(G)/t(G) gleichzusetzen (l(G) = Gleitweglänge; t(G)= Gleitdauer). Sie ist nur proportional zu dieser und kann daher im Größenkalkül anstelle der eigentlichen Größe eingesetzt werden.
Der tiefgestellte und nicht in Klammern stehende Index im Symbol vG weist nicht auf eine Sachbindung hin, sondern besagt, dass die so bezeichnete Geschwindigkeit eine Größe eigener Art ist.
Aussagen wie «Geschwindigkeit gleich Weg durch Zeit» sind für Weninger sehr problematisch, denn wie, so fragen sich mitdenkende Schüler, kann ein Weg durch eine Zeit geteilt werden?
Weninger geht dann, wie bisher, noch einen Schritt weiter, bildet aus der Proportionalität v
G
+
~ v
G
durch Einführung einer Konstanten eine Gleichung
v
G
+
= k6 l(G)/t(G) und bildet danach die Gleichung
vG = 1/k6 vG+ = l(G)/t(G)
An dieser Stelle sei noch einmal gesagt, daß ich hier Weninger nicht folge. Das Multiplizieren mit einer Konstanten bleibt für mich ein rein mathematischer Vorgang und hilft meiner Anschauung nicht. Mir genügt, klarzustellen, dass wir mit einer Größe rechnen, die nur proportional zur Geschwindigkeit ist, nicht mit der Geschwindigkeit selbst.
Als zweite Größe wird die Kraft unter Hinzuziehung der Grundgleichung der Mechanik Kraft = träge Masse mal Gleitbeschleunigung, F = m • a betrachtet.
Ausführlich wird erläutert, wie man über die Ersatzgrößen für die träge Masse und für die Gleitbeschleunigung zu der Ersatzgröße F für die Urgröße Kraft F
+
gelangt.
Als dritte und vierte Größe werden Arbeit und Drehmoment ausgewählt. Auch diese beiden Größen "W = F • l(S)" und „M = F • l(A)" sind Ersatzgrößen für die eigentlich gemeinten Urgrößen. Schließlich wird noch einmal ausführlich erläutert, warum es im Größenkalkül zu dieser Mehrdeutigkeit kommt, daß nämlich zwei sehr unterschiedliche Größen im Größenkalkül durch ein Kraft-Länge-Produkt dargestellt werden und nicht durch ein Kraft-Länge-Lage-Produkt.
Lesen Sie selbst:
Abschnitt 15: