Folienset # 3b / Newtonsche Dynamik I /Axiome

Physik
Prof. Dr. Manfred Koch
Folienset #3b / Newtonsche Dynamik I /Axiome
Anwendung des Trägheitsgesetzes
Anwendung des Trägheitsgesetzes
Crashtest: Momentaufnahmen, aufgenommen im Abstand von 40ms
Äquivalenz schwerer Masse und träger Masse
Unter dem Einfluss des Feldes erfährt ein Körper der Masse m eine
Beschleunigung a. Die Ursache dieser Beschleunigung ist die
Gravitationskraft F. Die in der Gleichung F = m · a vorkommende Masse m
wird als träge Masse bezeichnet. Die Kraft F in der Gleichung F = m · a heißt
Newtonsche Kraft oder beschleunigende Kraft.
Obwohl für beide Formeln, F = m · g und F = m · a das gleiche Symbol m
verwendet wurde, handelt es sich um unterschiedliche Massen.
Bezeichnet ms die schwere Masse und ma die träge Masse, so erhält man
zwei Gleichungen
•
•
Die Kraft F hat in beiden Gleichungen denselben Wert, da die
Gravitationskraft die beschleunigende Kraft ist, hieraus
folgt
, und hieraus
Wenn also ms ungleich ma ist, so unterscheiden sich g und a.
Die Beschleunigungen g und a können physikalisch gemessen werden. In
der Schulphysik misst man die schwere Masse ms zum Beispiel mit einer
Federwaage, die träge Masse ma mit einer Magnetschwebebahn.
Das Experiment zeigt mit großer Genauigkeit, dass ms = ma sein muss.
Diese Gleichheit von träger und schwerer Masse war bereits Newton
bekannt. Er hielt sie allerdings für eine zufällige Übereinstimmung. Anders in
der Einsteinschen Theorie, hier wird diese Gleichheit zu einem Axiom, ohne
die Gleichheit von träger und schwerer Masse ist die Allgemeine
Relativitätstheorie falsch. Der Nachweis für die Gültigkeit dieser Beziehung
erfolgt experimentell.
Folgerungen aus dem Reaktionsprinzip
Der Magdeburger Halbkugelversuch von Otto von Guericke (1602-1686)
Der starke Mann (die mittelalterlicher Folter)
Actio = Reactio / Kräftegleichgewicht