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Kapitel 2: Zusammenfassung

  1. Ohne äußere Einflüsse ändert sich die Geschwindigkeit eines Objekts bzw. sein Geschwindigkeitsvektor nicht! (Warum sollte er auch?) Diese Eigenschaft wird als Trägheit bezeichnet.
  2. Einflüsse, die dazu führen könnten die Geschwindigkeit eines Objekts zu ändern bezeichnen wir als Kräfte. Eine Kraft ist die Fähigkeit die Geschwindigkeit eines Objekts zu ändern, d. h. es zu beschleunigen.
  3. Kräfte sind Vektoren, d. h. sie haben einen Betrag und eine Richtung.
  4. Isaac Newton hat vier Gesetze aufgestellt, die Kräfte mit Bewegung verbinden.
    • Das Trägheitsgesetz (1. Gesetz): Ist die Summe aller Kräfte, die auf ein Objekt wirken gleich Null, dann verändert sich der Geschwindigkeitsvektor des Objekts nicht, d. h. die Beschleunigung ist gleich Null.
    • Das Aktionsprinzip (2. Gesetz): Wirkt eine Gesamtkraft auf ein Objekt, so führt dies zu einer Änderung des Geschwindigkeitsvektors und entsprechend zu einer Beschleunigung. Die Proportionalitätsfaktor dieser Beschleunigung wird die träge Masse genannt. $$\boxed{\vec F_{Gesamt} = m \cdot \vec a}$$
    • Das Reaktionsprinzip (3. Gesetz): Übt ein Objekt A eine Kraft auf ein Objekt B aus, so übt Objekt B eine gleich große Kraft auf Objekt A aus, die die entgegengesetzte Richtung hat, d. h. $$\vec F_{AB} = – \vec F_{BA}$$
    • Das Superpositionsprinzip (4. Gesetz): Kräfte sind Vektoren und ihre gemeinsamen Effekte (d. h. ihre Überlagerung) können durch Vektoraddition bestimmt werden.

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Newtonsche Gesetze der Dynamik

  1. Das Trägheitsgesetz (1. Gesetz): Ist die Summe aller Kräfte, die auf ein Objekt wirken gleich Null, dann verändert sich der Geschwindigkeitsvektor des Objekts nicht, d. h. $$\vec F_{Gesamt} = 0 \to \Delta {\vec v} = 0 \to\vec a = 0$$ Wenn sich die Geschwindigkeit nicht ändert, ist die Beschleunigung gleich Null.
  2. Das Aktionsprinzip (2. Gesetz): Wirkt eine Gesamtkraft auf ein Objekt, so führt dies zu einer Änderung des Geschwindigkeitsvektors und entsprechend zu einer Beschleunigung. Die Proportionalitätsfaktor dieser Beschleunigung wird die träge Masse genannt. $$\vec F_{Gesamt} = m \cdot \vec a$$
  3. Das Reaktionsprinzip (3. Gesetz): Übt ein Objekt A eine Kraft auf ein Objekt B aus, so übt Objekt B eine gleich große Kraft auf Objekt A aus, die die entgegengesetzte Richtung hat, d. h. $$\vec F_{AB} = – \vec F_{BA}$$
  4. Das Superpositionsprinzip (4. Gesetz): Kräfte sind Vektoren und ihre gemeinsamen Effekte können durch Vektoraddition bestimmt werden.
  5. Diese Gesetze hat Newton im Jahre 1687 in seinem Buch Principia formuliert. Sie bilden die Grundlage der klassischen Mechanik, die bis Einsteins Relativitätstheorie die geltende Physik darstellte.
  6. Die Menschheit existiert seit ca. 250000 Jahre auf der Erde und erst vor ca. 400 Jahren versteht er zum ersten Mal die Grundlagen der Bewegung. Bis zur nächsten Revolution in der Mechanik (Relativitätstheorie) dauert es allerdings weniger als 300 Jahren.

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