Physik ist überall. Obwohl es manchmal ein schwieriges Thema zu sein scheint, beschreibt es tatsächlich, wie die Welt um uns herum funktioniert. Vom Einschalten eines Lichts bis zum Senden einer Rakete ins All erklärt die Physik, wie und warum Dinge geschehen.
In diesem Artikel stellen wir 20 Beispiele aus der Physik unseres täglichen Lebens mit ausführlichen Erklärungen vor.
1. Schwerkraft und fallende Gegenstände
Die Schwerkraft ist die Kraft, die Objekte zum Erdmittelpunkt zieht. Dies ist der Grund, warum ein Apfel vom Baum fällt und auch der Grund, warum der Mond die Erde umkreist. Ohne die Schwerkraft würde alles unkontrolliert schweben und einfache Aktivitäten wie Gehen oder Ballwerfen wären unmöglich.
2. Atmosphärendruck
Wenn wir mit einem Strohhalm trinken, machen wir uns den Druckunterschied zunutze. Wenn wir saugen, verringert sich der Druck im Strohhalm und die Flüssigkeit steigt aufgrund des äußeren Luftdrucks auf. Dasselbe Prinzip erklärt die Funktionsweise von Spritzen und Barometern zur Messung des Luftdrucks.
3. Trägheit im Transportwesen
Wenn ein Auto plötzlich bremst und Ihr Körper weiter nach vorne schiebt, ist das Trägheit in Aktion. Newtons erstes Gesetz besagt, dass ein bewegter Gegenstand dazu neigt, in Bewegung zu bleiben, sofern er nicht durch eine äußere Kraft gestoppt wird. Dasselbe Gesetz erklärt, warum Sie beim Fahren einer scharfen Kurve das Gefühl haben, Ihr Körper würde zur Seite gedrückt.
4. Schallwellen und Musik
Schall breitet sich wellenförmig durch die Luft aus. Wenn wir sprechen oder Musik hören, nehmen unsere Ohren die Schwingungen in der Luft wahr und unser Gehirn interpretiert sie als Geräusche. Die Schallgeschwindigkeit variiert je nach Medium: In Flüssigkeiten und Feststoffen ist der Schall schneller als in Luft.
5. Reibungskraft beim Gehen
Beim Gehen verhindert die Reibung zwischen unseren Schuhen und dem Boden, dass wir ausrutschen. Ohne Reibung wäre Gehen wie der Versuch, sich auf Eis fortzubewegen. Reibung hilft uns auch beim Anhalten, wenn wir beim Laufen bremsen oder wenn wir versuchen, einen Gegenstand festzuhalten, ohne ihn aus unseren Händen gleiten zu lassen.
6. Der Fallschirmeffekt
Ein Fallschirm öffnet sich und verlangsamt den Fall eines Fallschirmspringers aufgrund des Luftwiderstands, einer der Schwerkraft entgegengesetzten Kraft, die die Geschwindigkeit verringert. Je größer die Fläche des Fallschirms ist, desto größer ist der Luftwiderstand und desto langsamer fällt der Fallschirmspringer, wodurch er sicher landen kann.
7. Aktions- und Reaktionsgesetz bei Raketen
Wenn eine Rakete Gase nach hinten ausstößt, treiben diese die Rakete nach vorne. Es ist Newtons drittes Gesetz: „Auf jede Aktion gibt es eine Reaktion gleicher Größe und entgegengesetzter Richtung.“ Dasselbe Prinzip gilt beim Schwimmen oder beim Schieben schwerer Gegenstände.
8. Lichtbrechung im Wasser
Wenn Sie einen Bleistift in ein Glas Wasser legen, erscheint er verbogen. Dies liegt daran, dass das Licht beim Übergang von Luft zu Wasser seine Geschwindigkeit ändert, ein Phänomen, das als Brechung bekannt ist. Es ist außerdem für Luftspiegelungen in der Wüste und die Art und Weise verantwortlich, wie unsere Augen Licht fokussieren.
9. Elektromagnetismus in Magneten
Wenn Sie ein Stück Papier mithilfe eines Magneten am Kühlschrank befestigen, erleben Sie Elektromagnetismus in Aktion. Magnete erzeugen ein Magnetfeld, das Metallobjekte anzieht. Dieses Prinzip wird in Elektromotoren, Generatoren und sogar Kreditkarten mit Magnetstreifen verwendet.
10. Elektrizität in Haushaltsgeräten
Vom Fernseher bis zur Mikrowelle funktionieren alle Elektrogeräte mit Elektrizität, also der Bewegung von Elektronen durch einen Leiter. Ohne Elektrizität wäre unser modernes Leben völlig anders, da wir für Licht, Heizung und den Betrieb von Geräten auf sie angewiesen sind.
11. Kinetische Energie im Sport
Wenn Sie gegen einen Ball treten, übertragen Sie kinetische Energie auf ihn, also Bewegungsenergie. Je stärker Sie treten, desto schneller bewegt es sich. Diese Energie erklärt auch, warum ein Ball zurückspringt, wenn man ihn fallen lässt, und warum ein Radfahrer mehr Kraft aufwenden muss, um zu beschleunigen.
12. Potentielle Energie auf einer Achterbahn
Auf der höchsten Stelle einer Achterbahn verfügen die Wagen über potentielle Gravitationsenergie, die bei der Abfahrt in kinetische Energie umgewandelt wird. Je größer die Höhe, desto mehr potentielle Energie ist gespeichert, was zu einer höheren Geschwindigkeit beim Abstieg führt.
13. Wärmeausdehnung bei Brücken
Materialien dehnen sich bei Wärme aus. Aus diesem Grund sind zwischen den Brückenstrukturen kleine Lücken vorhanden, um eine Ausdehnung ohne Beschädigung zu ermöglichen. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die Strukturen bei Temperaturschwankungen Risse bekommen oder sich verformen.
14. Wärmeleitung in einem Metalllöffel
Wenn Sie einen Metalllöffel in einer Tasse heißen Kaffee liegen lassen, erwärmt sich der Löffel durch Wärmeleitung. Dabei handelt es sich um einen Vorgang, bei dem Wärme durch ein Material übertragen wird. Dasselbe Prinzip gilt beim Kochen auch für Töpfe und Pfannen.
15. Heißluftkonvektion
Warme Luft neigt dazu, aufzusteigen, während kalte Luft dazu neigt, abzusinken. Dies erklärt, warum Heißluftballons aufsteigen können, wenn die Luft in ihrem Inneren erhitzt wird. Es beeinflusst auch die Bildung von Luftströmungen und Wettermustern.
16. Sonnenstrahlung
Die Wärme, die wir von der Sonne spüren, wird durch Strahlung übertragen, ein Prozess, bei dem sich Energie in Form elektromagnetischer Wellen bewegt, ohne dass ein Medium erforderlich ist. Dies ist dasselbe Prinzip, das bei Mikrowellen und bei der Übertragung von Radio- und Fernsehsignalen verwendet wird.
17. Wellenbewegung bei Tsunamis
Tsunamis werden durch Unterwasser-Erdbeben verursacht, die große Wassermengen verdrängen und dadurch Wellen erzeugen, die sich schnell über den Ozean bewegen. Wenn diese Wellen die Küste erreichen, können sie mit verheerender Energie weite Entfernungen zurücklegen.
18. Archimedes' Prinzip und Schiffe
Boote schwimmen, weil sie eine Wassermenge verdrängen, deren Gewicht dem Gewicht des Bootes entspricht. Dies ist das Archimedes-Prinzip in Aktion. Je größer das verdrängte Wasservolumen ist, desto größer ist der Auftrieb des Objekts.
19. Reflexion von Licht in Spiegeln
Wenn Sie in einen Spiegel schauen, wird das Licht von der Spiegeloberfläche reflektiert und gelangt zurück in Ihre Augen, sodass Sie Ihr Spiegelbild sehen können. Dieses Phänomen wird Reflexion genannt und ist die Grundlage für die Funktionsweise von Periskopen und Teleskopen.
20. Der Doppler-Effekt und die Sirenen der Krankenwagen
Nähert sich ein Krankenwagen, erscheint der Ton der Sirene höher, entfernt er sich, wird er tiefer. Dies liegt daran, dass Schallwellen komprimiert werden, wenn sich das Objekt nähert, und sich ausdehnen, wenn es sich entfernt – ein grundlegendes Phänomen in der Astronomie und Radarerkennung.