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) Doris Samm FH Aachen 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. Doris Samm FH Aachen 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. Doris Samm FH Aachen 3. Newtonsche Grundgesetze Physik für E-Techniker Inertialsysteme? Sonne Erde Milchstraße (So könnte sie aussehen.) Doris Samm FH Aachen 3. Newtonsche Grundgesetze 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) Doris Samm FH Aachen 3. Newtonsche Grundgesetze 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 Doris Samm FH Aachen 3. Newtonsche Grundgesetze 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, ... Doris Samm FH Aachen 3. Newtonsche Grundgesetze Physik für E-Techniker 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. Doris Samm FH Aachen 3. Newtonsche Grundgesetze Beispiele: Physik für E-Techniker Actio-Reactio-Paare Satellit auf Umlaufbahn um Erde Wechselwirkung zwischen zwei Ladungen Doris Samm FH Aachen