3. Newtonsche Grundgesetze - physik.fh

3. Newtonsche Grundgesetze
Physik für E-Techniker
3. Newtonsche Grundgesetze
3.1
3.2
3.3
Das 1. Newtonsche Gesetz
Das 2. Newtonsche Gesetz
Das 3. Newtonsche Gesetz
Doris Samm FH Aachen
3. Newtonsche Grundgesetze
Physik für E-Techniker
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)
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3. Newtonsche Grundgesetze
3.1 Das 1. Newtonsche Grundgesetz
Physik für E-Techniker
(Trägheitsgesetz)
Jeder Körper verharrt im Zustand der
Ruhe oder konstanter Geschwindigkeit,
falls keine (resultierende) Kraft wirkt.
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3. Newtonsche Grundgesetze
Konsequenz des Trägheitsgesetzes:
v =0
v = 0 und v = konst.
Gleichwertige Zustände
ODER
absolute Ruhe ist nicht
bestimmbar.
Physik für E-Techniker
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.
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Inertialsysteme?
Sonne
Erde
Milchstraße
(So könnte sie aussehen.)
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Physik für E-Techniker
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)
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Physik für E-Techniker
Beispiele einiger Massen
Objekt
Masse in kg
Universum
1053
Milchstraße
Sonne
Kleiner Berg
Mensch
Proton
Elektron
1041
1030
1012
102
10-27
10-30
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Physik für E-Techniker
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, ...
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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.
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Beispiele:
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Actio-Reactio-Paare
Satellit auf Umlaufbahn
um Erde
Wechselwirkung zwischen
zwei Ladungen
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