Dynamik

Dynamik (Warum?)
Wechselwirkung!!
Mechanik 2
Falls keine Ww:
Dynamik
Trägheitsprinzip (1. newtonsches Gesetz):
Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der
gleichgörmigen geradlinigen Bewegung, solange der Körper
keine Wechselwirkungen mit anderen Körpern hat.
(Warum ändert sich der Bewegungszustand?)
1
Beispiele:
2
Beispiele:
3
4
1
Dynamik (Warum?)
Kraft
Zur Charakterisierung der Stärke einer Wechselwirkung führt
man die Größe „Kraft” aufgrund der Bewegungsänderung ein.
Kraft (F):
 m

F  m  a  kg 2  N (Newton)
 s

Wechselwirkung!!
aF
Bewegungsänderung
Formänderung
(Deformation)
Z.B. beim freien Fall:
ag
Schwerkraft (FS):
5

F  mg  FS
FS  mg
6
F
Wirkungslinie
Alternativweg: Definition der Kraft aufgrund der
Deformation
Verlängerung
Ursprüngliche Länge
Beispiele:
Angriffspunkt
s
FSeil
FS
FS
FBoden
7
2
?
F a
Beispiele:
+
Newtonsche Gesetze
2. newtonsches Gesetz = Grundgleichung der
Dynamik:
F2
F1
F3 ...
FSeil
F
 Fi  F1  F2  F3  ...  m  a
i
FS
FS
vektorielle
Summe!
0
FBoden
1. newtonsches Gesetz
 Fi  0 
a  0  v  konstant (Z.B.: v = 0)
F  F
„Gleichgewicht”
i
Statik
Beispiele:
F  F
i
A
 FR  m  a
Seil
 FS  m  a  0
+
F  F
i
S
 FBoden  m  a  0
9
+
3. newtonsches Gesetz (actio-reactio):
F
F
Kraft -Gegenkraft
0
Beispiele:
Gegenkraft
Gegenkraft
FS Kraft
FBoden Kraft
FBoden
FS
12
3
Kraftgesetze
(verschiedene Arten von Kräften)
Bedeutung der newtonschen Gesetzen
Laplacescher Dämon:
Schwerkraft (FS):
„Eine Intelligenz, die in einem
gegebenen Augenblick alle Kräfte
kennt, mit denen die Welt begabt ist,
und die gegenwärtige Lage der
Gebilde, die sie zusammensetzen,
und die überdies umfassend genug
wäre, diese Kenntnisse der Analyse
zu unterwerfen, würde in der gleichen
Formel die Bewegungen der größten
Himmelskörper und die des
leichtesten Atoms einbegreifen. Nichts
wäre für sie ungewiss, Zukunft und
Vergangenheit lägen klar vor ihren
Augen.”
FS  mg
Gravitationsgesetz:
F 
m1  m2
r2
Dazu braucht man aber Kraftgesetze!
13
FS = mg
Gewichtskraft (FG):
14
die Kraft, mit welcher der Körper die Unterlage
drückt oder die Aufhängung zieht
a<0
(oder mit welcher die Unterlage den Körper hält)
0<a
mg
+
a=g
a=0
a=0
FS
FS = mg
Gewichtskraft (FG):
FBoden = FG
Ruhe 
a=0
SF = 0
mg = FS = FG
+
FG
Ruhe 
a=0
SF = 0
mg = FG
a<0
SF = mg – FG < 0
mg < FG
0<a
SF = mg – FG > 0
mg > FG
a=g
SF = mg – FG = mg
0 = FG
4
Kraftgesetze
hookesches Gesetz:
Verlängerung
Ursprüngliche Länge
s
F  Ds
N
D: Federkonstante  m 
 
17
s. später Rückstellkraft bei Schwingungen!
18
Theorie: Duden 2.2.1 – 2.2.3 (nur Seite 81)
Rechenaufgaben:
- Aufgabenblatt 2
- Duden Seite 91-93
Aufgaben 5-7
Aufgaben 10-15
19
5