Greifswald 2024 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 27: Hochschuldidaktik – Sachwissen

DD 27.3: Vortrag

Mittwoch, 28. Februar 2024, 11:40–12:00, ELP 1: SR 3.22

Ist Kraft Dynamik? — •Grit Kalies¹ und Duong D. Do² — ¹HTW University of Applied Sciences, Dresden, Germany — ²The University of Queensland, Brisbane, Australia

Die Kraft wird als Dynamik interpretiert, und das Gebäude der Physik ist auf Kraftwechselwirkungen aufgebaut. In Schule und Universität wird gelehrt, dass es die Kraft ist, die Veränderungen hervorruft. Sie ist es, die aktiv Körper verschiebt und beschleunigt, z.B. deren Höhe und Geschwindigkeit ändert. Die Idee einer wirkenden Kraft beherrscht so viele Theorien, dass der Physikhistoriker Max Jammer Mitte des 20. Jahrhunderts einschätzte, die Kraft sei die bedeutendste Variable der Physik [1]. Ein anderer Zugang zur Dynamik folgt aus der Einführung der Impulsänderungsarbeit [2]. Diese Arbeit ändert den Impuls eines Körpers, also zugleich dessen Geschwindigkeit und Masse, wodurch sich jede Kollision über simultane Prozesse beschreiben lässt. Dynamik existiert dann nur, wenn ein Prozess in der Zeit stattfindet: eine Energieübertragung. Nur sie kann etwas ändern und bewirken, die Kraft hingegen ist keine Energieübertragung. Wir skizzieren die vielen Vorteile im Verständnis der Natur und der didaktischen Vermittlung von physikalischen Grundgrößen wie Kraft, potentielle Energie, Enthalpie und Entropie, wenn man allein Prozesse als Dynamik beschreibt, wie in der Thermodynamik üblich. 1. M. Jammer: Concepts of Force, Harper Torchbook, New York, 1962; 2. G. Kalies, D. D. Do: Momentum work and the energetic foundations of physics, AIP Adv. 13 (2023), 065121, 055317, 095322, 095126.

Keywords: Kraft; Prozess; Energieübertragung; Potentielle Energie; Entropie