Physik erstreckt sich weit in Ihren Alltag und beschreibt die Bewegung, Kräfte und Energie der gewöhnlichen Erfahrung. Bei Aktionen wie Gehen, Autofahren oder Telefonieren ist die Physik am Werk. Für den Alltag nutzen alle Technologien, die man als selbstverständlich erachten mag, die Regeln der Physik aus.
Einfache mechanische Geräte
Ein einfacher Ort, um Physik in Aktion zu sehen, ist mit einem einfachen Hebel – am einfachsten in einem Park zu beobachten. Hebel gibt es in drei Geschmacksrichtungen, jede mit unterschiedlichen Drehpunkten. Sie dienen dazu, die Kraft zu verstärken und den Kraftaufwand zu verringern, der erforderlich ist, um ein Objekt am gegenüberliegenden Ende zu bewegen. Eine einfache „Wippe“ in einem Park besteht aus einem Hebel (die Sitzplätze) und dem Drehpunkt (in der Mitte platziert). Die beiden gegensätzlichen Kräfte gleichen sich gegenseitig aus und sorgen für einen reibungslosen Flug durch die Luft. Im selben Park sehen Sie eine Rutsche, ein Gerät, das die Treppen nach oben mit der Rutsche nach unten kombiniert, beides Beispiele für schiefe Ebenen. Die schiefe Ebene erleichtert das Klettern, indem sie über eine längere Distanz verteilt wird. Die sanfte Rutsche bringt Sie sanft zur Erde zurück und verlangsamt den Einfluss der Schwerkraft gerade genug, um Spaß zu machen.
Transport und Newtonsche Gesetze
Der Transportindustrie ist die Manipulation der Alltagsphysik nicht fremd. Autos und Züge nutzen das Rad, das für eine sanfte, gleichmäßige Bewegung sorgt. Newtons Bewegungsgesetze wirken als mechanische Kraft und Beschleunigung, Aktion, Reaktion und Trägheit. Flugzeuge gehen noch einen Schritt weiter und ermöglichen sowohl Auftrieb als auch Vorwärtsdrang. Sie manipulieren die Physik – ähnlich wie Vögel – indem sie Auftrieb durch die Flügelform sowie den Flügelwinkel erzeugen – beides dient dazu, den Luftstrom zu verändern.
Relativität und moderne Kommunikation
Physik ist alles relativ. Dieses Thema schwingt in Einsteins speziellen und allgemeinen Relativitätstheorien mit. Einsteins Arbeit ist zum Beispiel für GPS in Ihrem Telefon von entscheidender Bedeutung. Es nimmt Funksignale von mehreren Satelliten, die die Erde umkreisen, und berechnet Ihren Standort auf mehrere Zentimeter genau. Da Geschwindigkeit und Höhe der Satelliten das Signal nur geringfügig verändern, passt das Smartphone die Ergebnisse anhand von Einsteins Theorien an. Ohne die Hilfe der Relativitätstheorie wäre GPS weit weniger genau oder nützlich.
Physik und Biologie
Schon während Sie diesen Satz lesen, ist die Physik am Werk. Die Augen entwickelten sich bei vielen Arten – durch mehrere Beispiele konvergenter Evolution – unter Nutzung des elektromagnetischen Spektrums. Die Ohren hören Geräusche, die durch die Bewegung von Luftmolekülen entstehen. Und die Chemie, die die gesamte Biologie antreibt, hängt von der Physik von Energie und Molekülen ab. Jeden Tag absorbieren Pflanzen beispielsweise Sonnenlicht, Wasser und Kohlendioxid, wodurch Glukose entsteht und als Nebenprodukt Sauerstoff freigesetzt wird.