Newton's 3 Laws, with a bicycle - Joshua Manley

Die Newtonschen Gesetze auf dem Fahrrad – Joshua Manley

Übersetzung: Judith Matz Lektorat: Katja Tongucer

Have you ever noticed that it's harder to start pedaling your bicycle

Wieso ist es schwerer, auf einem Rad loszufahren,

than it is to ride at a constant speed?

als bei konstanter Geschwindigkeit zu fahren?

Or wondered what causes your bicycle to move?

Und wieso bewegt es sich überhaupt?

Or thought about why it goes forward instead of backwards or sideways?

Und wieso fährt es nach vorn und nicht woanders entlang?

Solche Fragen stellt man sich nicht so oft.

Perhaps not, and you wouldn't be alone.

Erst im 17. Jahrhundert wurden

It wasn't until the 17th century

that Isaac Newton described the fundamental laws of motion

die Newtonschen Gesetze beschrieben

and we understood the answer to these three questions.

und erst dann konnten wir die Fragen beantworten.

What Newton recognized was that things tend to keep on doing

Newton erkannte, dass Dinge dazu neigen, gegenwärtige

what they are already doing. So when your bicycle is stopped,

Zustände fortzusetzen. Steht euer Rad still,

it stays stopped, and when it is going,

bleibt es still, und fährt es einmal,

it stays going.

fährt es weiter.

Objects in motion tend to stay in motion

Sich bewegende Objekte bleiben in Bewegung

and objects at rest tend to stay at rest.

und ruhende Objekte bleiben ruhig.

Das Erste Newtonsche Gesetz.

That's Newton's First Law.

Physicists call it the Law of Inertia, which is a fancy way of saying

Physiker nennen es das Trägheitsgesetz: Sich bewegende Objekte

that moving objects don't spontaneously speed up, slow down, or change direction.

werden nicht spontan beschleunigen, langsamer werden oder ihre Richtung ändern.

It is this inertia that you must overcome to get your bicycle moving.

Diese Trägheit muss überwunden werden, um das Fahrrad in Gang zu bekommen.

Now you know that you have to overcome inertia to get your bicycle moving,

Zum Start des Fahrrads müssen wir also Trägheit überwinden.

but what is it that allows you to overcome it?

Aber wie tun wir das?

Well, the answer is explained by Newton's Second Law.

Die Antwort darauf wird in Newtons zweitem Gesetz erklärt.

Mathematisch ausgedrückt besagt das Zweite Gesetz,

In mathematical terms, Newton's Second Law says

that force is the product of mass times acceleration.

dass Kraft das Produkt von Masse und Beschleunigung ist.

To cause an object to accelerate, or speed up,

Um ein Objekt zu beschleunigen, also schneller zu machen,

a force must be applied.

muss eine Kraft angewandt werden.

The more force you apply,

Je mehr Kraft angewandt wird,

the quicker you accelerate. And the more mass your bicycle has,

desto höher die Beschleunigung. Hat das Rad mehr Masse,

and the more mass you have too,

oder auch du selbst,

the more force you have to use to accelerate at the same rate.

benötigt eine gleich große Beschleunigung mehr Kraft.

This is why it would be really difficult to pedal a 10,000 pound bicycle.

Darum wäre es schwer, ein Rad mit 5.000 kg anzutreten.

And it is this force, which is applied by your legs pushing down on the pedals,

Und die Kraft in euren Beinen, die die Pedale herunterdrückt,

überwindet Newtons Trägheitsgesetz.

that allows you to overcome Newton's Law of Inertia.

Tretet ihr stärker in die Pedale,

The harder you push down on the pedals, the bigger the force

and the quicker you accelerate.

erhöht sich die Beschleunigung.

Now on to the final question:

Nun zur letzten Frage:

When you do get your bike moving,

Wenn eurer Rad erstmal fährt,

why does it go forward?

wieso fährt es nach vorn?

Das Dritte Newtonsche Gesetz besagt, dass auf jede Aktion

According to Newton's Third Law, for every action,

there is an equal and opposite reaction.

eine konträre, gleich große Reaktion folgt.

To understand this, think about what happens when you drop a bouncy ball.

Stellt euch mal einen Gummiball vor.

Er trifft auf dem Boden auf,

As the bouncy ball hits the floor,

it causes a downward force on the floor.

das ist eine abwärts gerichtete Kraft.

This is the action.

Das ist die Aktion.

The floor reacts by pushing on the ball with the same force,

Der Boden reagiert, indem er den Ball mit derselben Gegenkraft

but in the opposite direction, upward,

in die entgegengesetzte Richtung – nach oben –

causing it to bounce back up to you.

schiebt, und somit springt der Ball zurück.

Together, the floor and the ball form what's called

Der Ball und der Fußboden treten in eine so genannte

the action/reaction pair. When it comes to your bicycle,

Wechselwirkung ein. Was euer Fahrrad betrifft,

it is a little more complicated. As your bicycle wheels spin

so ist es etwas komplizierter. Die Drehung der Räder

clockwise, the parts of each tire touching the ground

erfolgt im Uhrzeigersinn. Die Reifen drücken nach hinten

push backwards against the Earth:

auf den Boden –

the actions. The ground pushes forward with the same force

das ist die Kraft. Der Boden drückt mit der selben Kraft nach vorn

against each of your tires: the reactions.

gegen die Reifen zurück – die Gegenkraft.

Da das Rad zwei Reifen hat, tritt jeder in solch eine Wechselwirkung

Since you have two bicycle tires, each one forms an action/reaction pair

with the ground. And since the Earth is really, really, really big

mit dem Boden ein. Und da die Erde riesengroß ist,

compared to your bicycle, it barely moves

verglichen mit dem Fahrrad, bewegt sie sich

from the force caused by your bicycle tires pushing backwards,

aufgrund der vom Rad nach hinten drückenden Kräfte kaum –

but you are propelled forward.

aber ihr werdet nach vorn bewegt.