3. Newton`sche Grundgesetze

3. Newton‘sche Grundgesetze
Inhalt
3. Newton‘sche Grundgesetze
3.1
3.2
3.3
Das 1. Newton‘sche Gesetz
Das 2. Newton‘sche Gesetz
Das 3. Newton‘sche Gesetz
3. Newton‘sche Grundgesetze
3. Newton‘sche Grundgesetze
3. Newton‘sche Grundgesetze
3. Newton‘sche Grundgesetze
Kinematik:
Dynamik:
Beschreibung von Bewegungen
Frage nach Ursache von Bewegung
1. Newton‘sche Grundgesetz (Trägheitsgesetz)
2. Newton‘sche Grundgesetz
Def.:
3. Newton‘sche Grundgesetz
(Actio = Reactio)
3.1 Das 1. Newton‘sche Grundgesetz
3.1 Das 1. Newton‘sche Grundgesetz
3. Newton‘sche Grundgesetze
3.1 Das 1. Newton‘sche Grundgesetz
(Trägheitsgesetz)
Jeder Körper verharrt im Zustand der
Ruhe oder konstanter Geschwindigkeit,
falls keine (resultierende) Kraft wirkt.
3.1 Das 1. Newton‘sche Grundgesetz
3. Newton‘sche Grundgesetze
Konsequenz des Trägheitsgesetzes:
v =0
v = 0 und v = konst.
Gleichwertige Zustände
ODER
absolute Ruhe ist nicht
bestimmbar.
3.1 Das 1. Newton‘sche 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. Newton‘sche Grundgesetz
3. Newton‘sche Grundgesetze
3.1 Das 1. Newton‘sche Grundgesetz
Inertialsysteme?
Sonne
Erde
Milchstraße
(So könnte sie aussehen.)
3.2 Das 2. Newton‘sche Grundgesetz
3.2 Das 2. Newton‘sche Grundgesetz
3. Newton‘sche Grundgesetze
3.2 Das 2. Newton‘sche Grundgesetz
2. Newton‘sche 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. Newton‘sche Grundgesetz
3.2 Das 2. Newton‘sche Grundgesetz
3. Newton‘sche 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. Newton‘sche Grundgesetz
3. Newton‘sche Grundgesetze
3.2 Das 2. Newton‘sche 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. Newton‘sche Grundgesetz
3. Newton‘sche Grundgesetze
3.3 Das 3. Newton‘sche Grundgesetz
3.3 Das 3. Newton‘sche 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. Newton‘sche Grundgesetz
3.3 Das 3. Newton‘sche Grundgesetz
3. Newton‘sche Grundgesetze
Beispiele:
Actio-Reactio-Paare
Satellit auf Umlaufbahn
um Erde
Wechselwirkung zwischen
zwei Ladungen
3.3 Das 3. Newton‘sche Grundgesetz