Physik des Alltags

Hilft euch Mathematik oder einfache Physik ab und zu, irgendwelche Fragen zu beantworten, die ihr euch stellt? Ich meine jetzt nicht unbedingt komplizierte Gleichungen, die an eine Kreidetafel im Hintergrund gekritzelt sind aber sowas wie "Wie lange dauert es, bis etwas, das aus dem fünften Stock fällt, den Boden erreicht?" oder "Wenn jemand mit einem Auto bei 50 km/h frontal gegen eine Betonwand fährt - wie tief müsste er stürzen, um dieselbe Wucht zu erfahren?" oder vielleicht auch nur, um auszurechnen, wieviel ein Kilometer Autofahrt an Sprit kostet?

Wenn ja, könntet ihr ein Beispiel geben - wenn nein, warum nicht und fändet ihr das sinnvoll?

Warum frage ich das? Ich mag Science Fiction und da wird oft etwas "präsentiert", das ein Abiturient, der in der Schule aufgepasst hat, auseinander nehmen könnte. Sowas ärgert mich schon ein Bisschen. Irgendwann habe ich angefangen, mal nachzurechnen und habe festgestellt, dass man das mit einer Handvoll einfacher Formeln tun kann. Das schützt ein Bisschen vor Beschiss - oder?

Ich überlege gerade, wann ich das letzte Mal im Alltag gerechnet habe. Das war wohl beim Kauf von Toilettenpapier, wo ich die verschiedenen Packungen bezüglich Anzahl der Rollen und Blättern pro Rolle verglichen habe. Mathe benutze ich im Alltag meistens für einfache Dreisatzrechnungen beim Einkaufen. Meistens reicht eine Überschlagsrechnung. Auch rechne ich beim Einkaufen grob aus, was alles zusammen kostet, damit ich an der Kasse merke, ob es ungefähr stimmen kann oder beim Kassieren ein grober Fehler passiert.

Was mir noch spontan einfällt, ist die Bestimmung meiner Balkonfläche, weil ich keinen Grundriss von der Wohnung habe. Der Balkon ist trapezförmig, sodass ich kürzere Seite, längere Seite und Höhe, also Höhe des Trapezes und nicht die des Balkons , messen musste. Auch habe ich mich neulich mit meinem jüngsten Sohn über die Auswahl der ersten zwei Wörter des Spiels Wordle unterhalten. Da spielt Wahrscheinlichkeitsrechnung eine Rolle. Er nimmt viele Vokale, ich bin eher für Konsonanten, weil in Konsonanten mehr Information steckt als in Vokalen.

Mit Physik beschäftige ich mich im Alltag eher weniger. Deine Aufgaben wären mir zu viel Arbeit und ich hätte vom Ergebnis nichts. Ich könnte sie lösen, wenn du unter Wucht die Kraft meinst, die auf das Auto wirkt. Das müsstest du genauer definieren, wenn du eine solche Aufgabe lösen möchtest. Außerdem müsste man wissen, wie weit das Auto eingebeult wird, um die Bremsbeschleunigung auszurechnen und wie das Auto beim freien Fall landet. Auch bei der zweiten Aufgabe hängt die Lösung ja stark vom Luftwiderstand ab. Es ist ein Unterschied, ob du einen Stein fallen lässt, wo du den Luftwiderstand vernachlässigen kannst, oder eine Münze. Aber natürlich kann es interessant sein, sich mit sowas intensiver zu beschäftigen.

Da fällt mir noch was ein. Neulich habe ich meinen ältesten Sohn zum FI-Schalter befragt. Aber da war nichts zu rechnen. Ich wollte nur wissen, wie das genau funktioniert. Strom war mir immer schon ziemlich suspekt.

Ich war immer die klassische "Vierer"-Kandidatin in Mathe und Physik und habe folgerichtig nie Spaß an Zahlen entwickelt und auch eine eher geisteswissenschaftliche Berufslaufbahn eingeschlagen. Aber das heißt in meinen Augen nicht, dass ich ohne Rechnen im Alltag bestehen kann. Das fängt beim Dreisatz beim Einkaufen an, oder auch so banale Fragen wie: Komme ich mit dem Gehalt klar, wenn ich von Vollzeit auf Teilzeit wechsle? sollte man schon beantworten können. Ich finde, dass man schon sehr behütet leben muss, um tatsächlich so gut wie nie mit Mathematik konfrontiert zu werden.

Und Physik begegnet uns nun wirklich auf Schritt und Tritt. Wenn eine Tasse herunterfällt ist das genauso "Physik des Alltags", wie wenn ein Motorradfahrer von der Straße abkommt. Da müsste ich aber lügen, wenn ich behaupte, noch irgendwelche "Formeln" zu kennen, und es interessiert mich auch gar nicht, mit welcher Geschwindigkeit ein Kind unten ankommt, wenn mal wieder eins aus dem dritten Stock fällt. Beispielsweise weiß ich zwar, dass mein Stromverbrauch mit 1500 Kilowattstunden im Jahr recht niedrig ist, aber bitte fragt mich nicht spontan, was ein "Watt" ist. Eine Maßeinheit für Elektrizität, mehr könnte ich nicht sinnvoll beitragen.

Und was Science Fiction angeht, bin ich sowieso recht entspannt. So lange die Naturgesetze innerhalb des fiktiven Universums aus Raumschiff Enterprise oder was auch immer halbwegs in sich stimmig sind, nervt es mich eher, wenn jemand neben mir sitzt und kräht "Beamen kann so gar nicht funktionieren, das kann dir jeder Abiturient erklären!". Torben-Engelbert, das kommt für dich jetzt vielleicht als Schock, aber die Klingonen im Fernsehen sind auch nur Schauspieler und die tun nur so, als ob sie durchs All fliegen würden!

Beamen kann übrigens theoretisch funktionieren, ist aber noch zu schwierig. Bei wenigen kleinen Teilchen ist das ja meines Wissens nach schon gelungen.

Ich bin ja schon eher ein Wissenschaftsgeek, aber ich wüsste nicht warum ich im Alltag berechnen sollte wie lange etwas braucht bis es auf dem Boden aufschlägt. Ich weiß wie man das berechnet, wir haben in der Schule Sachen von unserem Turm geworfen und die Zeit gestoppt, wir haben eine Kette mit Bällen gebaut um zu zeigen wie sich die Geschwindigkeit eines fallenden Objekts erhöht und so weiter. Aber im Alltag ist doch wohl eher die Frage relevant, ob das Ding, das da aus dem fünften Stock gefallen ist, den Sturz unbeschadet überstanden hat oder ob jemand getroffen wurde.

Spritverbrauch, Stromverbrauch und solche Sachen sind im Alltag natürlich schon relevant. Aber das sind ja nun wirklich einfache Rechnungen. Wahrscheinlich gibt es dazu auch online entsprechende Seiten, die das Rechnen übernehmen.

Es gibt eigentlich relativ viele Science Fiction Autoren, die sich an der Wissenschaft orientieren und auch wissenschaftliche Beratung in Anspruch nehmen. Spätestens seit "The Martian" so erfolgreich war. Aber das Zauberwort heißt "Fiction".

Im Zweifelsfall ist eine gute Geschichte eben wichtiger als wissenschaftliche Fakten. Jeder weiß, dass man im Weltraum nichts hören kann (weil annähernd Vakuum) und, dass nichts brennen kann (kein Sauerstoff), Aber hat man deshalb Lust darauf sich zehn Minuten lang eine ziemlich leise und unspektakulär aussehende Weltraumschlacht anzuschauen?

Beamen kann übrigens theoretisch funktionieren, ist aber noch zu schwierig. Bei wenigen kleinen Teilchen ist das ja meines Wissens nach schon gelungen.

Ja schon irgendwie, aber das funktioniert über Quantenverschränkung, also vereinfacht gesagt wird kein Teilchen transportiert sondern die Information dieses Teilchens. Für diese Entdeckung hat gerade jemand den Nobelpreis bekommen.

Ich brauche immer mal wieder Mathe oder auch Physik im Alltag. Ein ganz normal gängiges Problem taucht etwa beim Backen auf: Ich habe ein Rezept für einen Kuchen in einer runden Form. Leider sind die Rezeptangaben für eine Springform mit einem Durchmesser von 20cm. Ich möchte aber einen größeren Kuchen backen und habe eine Form mit einem Durchmesser von 28cm. Wie muss ich das Rezept verändern, damit ich auch in der größeren Form einen ansehnlichen Kuchen bekomme, der höher als ein Pfannkuchen ist?

Hierbei stellt sich dann bei einigen auch gleich das Problem ein, dass ich das Rezept natürlich proportional vergrößern muss, ich kann nicht einfach bei allen Zutaten 150g mehr nehmen. Ein einfaches physikalischen Phänomen machen wir uns oft während der heißen Zeit des Sommers zunutze: die Verdunstungskälte. Wir nutzen also, dass wenn Wasser verdunstet, es kälter wird.

Wir gucken gerne Backsendungen und machen uns da oft drüber lustig, dass die elementaren physikalischen Kenntnisse von z.B. Statik fehlen und die kunstvollen Torten einstürzen. Wenn man da ein bisschen Ahnung hat von Hebelkraft, einwirkenden Gewichten und Schwerkraft, kann man da richtig schöne Torten kreieren bzw. erkennt schon vorher, wo sich Katastrophen anbahnen.

Ein bisschen Physik kann auch helfen, wie man etwas einlädt, sei es die Waren in den Einkaufskorb oder das Auto für den Urlaub. Da sollte man schon wissen, dass die schweren Dinge nach unten gehören oder wie das Trägheitsgesetz auf die Sachen einwirkt, wenn man abrupt abbremsen muss. Die Kenntnis dieser physikalischen Gesetze kann einem viel Schaden ersparen.