Bewegungsgesetze im Alltag

«Die Lernenden können den Begriff «Kraft» erklären und die drei Newton’schen Gesetze bei alltäglichen Phänomenen anwenden.» Dies ist eines von drei Lernzielen (fachliche Kompetenz), das im Rahmenlehrplan für die Berufsmaturität (Bern, 13. Juni 2025) für den Fachbereich Gesundheit formuliert ist. Präzisiert wird diese Bildungsabsicht im kantonalen Lehrplan für die Berufsmaturität: «Berechnungen mit den Formeln aus der Formelsammlung. Einfache Berechnungen mit den Grössen Geschwindigkeit und Beschleunigung anhand der linearen und beschleunigten Bewegung. Einfache Berechnungen mit den Grössen Masse, Kraft und Gewichtskraft. Die drei Newtongesetze.» Gemäss dieser obrigkeitlichen Vorgabe müssen angehende Pflegefachleute die drei Gesetze, die Isaak Newton am Anfang seines epochalen Werkes «Philosophiae Naturalis Principia Mathematica» für die Himmelsmechanik formuliert hat und die Jahrzehnte später von Leonhard Euler am Beispiel des starren Körpers in die heute gebräuchliche Form transformiert worden sind, auf irdisch-alltägliche Probleme anwenden. Ich habe lange darüber nachgedacht, welche Phänomene aus dem Alltag einer Pflegefachfrau dafür in Frage kämen. Ausser dem Wurf einer Beruhigungsspritze aus sicherer Distanz auf den Hintern eines rabiaten Patienten ist mir nicht viel Gescheites eingefallen. Meine liebe Frau, ausgebildete Krankenschwester, kann ich leider nicht fragen, sonst hängt der Haussegen schief. Schwester Ursula findet Physik sowas von daneben, dass sie heilfroh ist, wenigstens von diesem Fach verschont gewesen zu sein.

Statt in den drögen Aufgabensammlungen nach Anwendungen zu suchen, um dann frustriert festzustellen, dass eine grosse Zahl von interessanten Vorgängen in das Prokrustesbett der konstanten Beschleunigung gezwängt wird, lassen wir den deutschen Starphysikern zu Wort kommen. Harald Lesch wendet in der Fernsehserie Terra X im Beitrag «Supercodes - Die geheimen Formeln der Natur: Unsichtbare Kräfte» die drei Newtonschen Gesetze auf eine Löwin an, welche auf eine Antilope jagt macht. Anhand einer entsprechend aufbereitet Filmsequenz erklärt Harald Lesch diese Anwendung mit den folgenden Worten: «So stark die Gravitationskraft auch ist, die Natur hat dafür gesorgt, dass sie uns nicht bremst. Tagtäg­lich kommt es zu Wettrennen auf Leben und Tod. Newton hat drei Gesetze entdeckt, die für alle Bewegungen gelten und darüber entscheiden, wer diese Jagd gewinnt. Beschleunigung ist Kraft geteilt durch Masse. In ihren muskulösen Hinterbeinen hat die Löwin viel mehr Kraft als die Gazelle. Sie beschleunigt optimal und prescht heran. Bei Höchstgeschwindigkeit kommt es zu einer Art Gleichstand. Ohne Krafteinwirkung bewegt sich ein Körper mit konstanter Geschwindigkeit, sagt Newton. Aber auf Gazelle und Löwin wirken noch andere Kräfte. Neben der Gravitation werden sie durch den Luftwiderstand ausgebremst. Der schlanke Körper der Gazelle wird von dieser Kraft weniger angegriffen, Vorteil Gazelle. Das dritte Gesetz, Kraft gleich Gegenkraft, wird das Rennen entscheiden. Der schmale Huf der Gazelle sinkt bei jedem Schritt leicht ein, wodurch Kraft verloren geht. Die fehlt, um sich abzustossen. Die breite Löwentatze hingegen kann 100% der Kraft in Geschwindigkeit umwandeln. Und so holt die Löwin Schritt um Schritt die entscheidenden Meter auf.» Sollten Sie jetzt nicht entsetzt vom Stuhl aufspringen und verzweifelt nach Luft schnappen, haben Sie vielleicht die Translationsmechanik so wenig verstanden, wie der Astrophysiker aus München. Ich helfe Ihnen gern mit drei erläuternden Videos nach.