3. Newtonsche Grundgesetze - physik.fh

3. Newtonsche Grundgesetze
Inhalt
3. Newtonsche Grundgesetze
3.1
3.2
3.3
Das 1. Newtonsche Gesetz
Das 2. Newtonsche Gesetz
Das 3. Newtonsche Gesetz
3. Newtonsche Grundgesetze
3. Newtonsche Grundgesetze
3. Newtonsche Grundgesetze
3. Newtonsche Grundgesetze
Kinematik:
Dynamik:
Beschreibung von Bewegungen
Frage nach Ursache von Bewegung
1. Newtonsche Grundgesetz (Trägheitsgesetz)
2. Newtonsche Grundgesetz
Def.:
3. Newtonsche Grundgesetz
(Actio = Reactio)
3.1 Das 1. Newtonsche Grundgesetz
3. Newtonsche Grundgesetze
3.1 Das 1. Newtonsche Grundgesetz
3.1 Das 1. Newtonsche Grundgesetz
(Trägheitsgesetz)
Jeder Körper verharrt im Zustand der
Ruhe oder konstanter Geschwindigkeit,
falls keine (resultierende) Kraft wirkt.
3.1 Das 1. Newtonsche Grundgesetz
3. Newtonsche Grundgesetze
Konsequenz des Trägheitsgesetzes:
v =0
v = 0 und v = konst.
Gleichwertige Zustände
ODER
absolute Ruhe ist nicht
bestimmbar.
3.1 Das 1. Newtonsche Grundgesetz
v = konst.
Man definiert Inertialsystem:
= Bezugssystem in Ruhe oder konstanter Geschwindigkeit
In Inertialsystemen behalten physikalische Gesetze ihre Form:
Beispiel:
F=ma
gilt in ruhenden (v = 0) und
in Systemen mit v = konst.
3.1 Das 1. Newtonsche Grundgesetz
3.2 Das 2. Newtonsche Grundgesetz
3. Newtonsche Grundgesetze
3.2 Das 2. Newtonsche Grundgesetz
2. Newtonsche Gesetz gibt Ursache für Bewegungsänderung.
F: Kraft,
p: Impuls, m: Masse
Problem:
Was ist m ?
Was ist F ?
Masse m(t) = träge Masse
• widersetzt sich einer Bewegungsänderung
• = Eigenschaft der Materie (Trägheit)
Zur Definition:
Man nutzt Vergleichsmasse
Platin-Iridium-Zylinder = 1 kg (1891 Paris)
3.2 Das 2. Newtonsche Grundgesetz
3.2 Das 2. Newtonsche Grundgesetz
3. Newtonsche Grundgesetze
Beispiele einiger Massen
Objekt
Masse in kg
Universum
1053
Milchstraße
Sonne
Kleiner Berg
Mensch
Proton
Elektron
1041
1030
1012
102
10-27
10-30
3.2 Das 2. Newtonsche Grundgesetz
3. Newtonsche Grundgesetze
3.2 Das 2. Newtonsche Grundgesetz
Kräfte werden klassifiziert:
Fundamentale Kräfte (Wechselwirkung zwischen Objekten)
• Gravitation
• elektromagnetische Kraft
• starke Kraft (Kernkraft)
• schwache Kraft (Radioaktivität)
Nicht-fundamentale Kräfte (Ursache = fundamentale Kräfte)
• Reibungskraft, Federkraft, Dipolkraft, ...
Trägheitskräfte (Ursache beschleunigte Bezugssysteme)
• Corioliskraft, Zentrifugalkraft, ...
3.3 Das 3. Newtonsche Grundgesetz
3. Newtonsche Grundgesetze
3.3 Das 3. Newtonsche Grundgesetz
3.3 Das 3. Newtonsche Gesetz
Actio = Reactio
Es gilt:
• (Fundamentale) Kräfte treten immer in Paaren auf.
• Man kann nicht berühren ohne berührt zu werden.
• Objekt A übt auf Objekt B Kraft FAB aus.
Objekt B übt auf Objekt A Kraft FBA aus.
3.3 Das 3. Newtonsche Grundgesetz
3.3 Das 3. Newtonsche Grundgesetz
3. Newtonsche Grundgesetze
Beispiele:
Actio-Reactio-Paare
Satellit auf Umlaufbahn
um Erde
Wechselwirkung zwischen
zwei Ladungen
3.3 Das 3. Newtonsche Grundgesetz