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Physikprotokoll
vom 18.09.2013 Y . $ t f
Die Orundqleichunq der Mechanik
Erstes newtonsches Gesetz
Das erste newtonsche Gesetz
wird auch iex prima, Trägheitsprinzip,
Trägheitsgesetz oder Inertialgesetz genannt. Es wurde als erstes
von Galileo Galilei im J a h r e 1638 f o r m u l i e r t . Das Trägheitsprinzip
macht Aussagen über die Bewegung von physikalischen Körpern in
Inertiaisystemen bei Abwesenheit von äußeren Kräften:
„Ein Körper v e r h a r r t im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen
Translation, sofern
er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung
seines Zustands gezwungen wird."
Die Geschwindigkeit i^'ist also unter der genannten Voraussetzung in
Betrag und Richtung konstant. Eine Änderung des
Bewegungszustandes kann nur durch AusiJbung einer K r a f t von außen
erreicht werden, beispielsweise durch die Gravitationskraft.
I n der klassischen Mechanik entspricht das e r s t e newtonsche Gesetz
den Gleichgewichtsbedingungen.
Zur Verallgemeinerung des Trägheitsprinzips insbesondere in der
speziellen Relativitätstheorie, siehe auch Bedeutung der Trägheit
für wichtige Prinzipien der Mechanik.
Drittes newtonsches Gesetz
Das d r i t t e newtonsche Gesetz wird auch iex t e r t i a ,
Wechselwirkungsprinzip, Gegenwirkungsprinzip, oder
Reaktionsprinzip genannt. Es beinhaltet die folgende Aussage:
„Kräfte t r e t e n immer paarweise auf. Übt ein Körper A auf einen
anderen Körper B eine K r a f t aus (actio), so w i r k t eine gleich große,
aber entgegen g e r i c h t e t e K r a f t von Körper B auf Körper A (reactio)."
Das Wechselwirkungsprinzip wird auch als Prinzip von actio und
reactio oder kurz „actio gleich reactio" (lat. actio est reactio)
bezeichnet. Das d r i t t e newtonsche Gesetz s e t z t eine unmittelbare
Fernwirkung voraus. Daher hat es in der speziellen
Relativitätstheorie keine Allgemeingültigkeit. Das
Wechselwirkungsprinzip lässt sich auch so formulieren, dass in einem
abgeschlossenen System die Summe der Kräfte gleich Null ist.
Zusammen mit dem zweiten Axiom f o l g t der Impulserhaltungssatz.
Aufgaben zu den newtonschen Axiomen
1.)
•
Kräfte, die aufeinander ausgeübt werden, sind nicht gleich
•
Maultier (M) kann mehr K r a f t aufbringen als Wagen ( W )
•
Reibungskräfte müssen aufgebracht werden
•
W in Bewegung -> muss ständig K r a f t aufbringen
•
Zusätzliche K r a f t muss aufgebracht werden ( beide Kräfte
zusammen haben auch wieder eine Gegenkraft)
-> F[MB] ( K r a f t von Maultier auf Boden)
•
W in Bewegung -> Reibungskraft wird aufgehoben
•
M muss keine beschleunigte K r a f t mehr aufbringen
2.)
F = m x a - > a = F/m = 1 m/s ^
s = T a x t ^ - > t = Wi^ä^^:3^s^^(JAi^^=
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V = a X t = 10 m/s
3.)
Es funktioniert nicht, weil...
•
Aktio = Reaktio wenn er in Segel bläst
•
Konstant
•
Keine Reibungskraft
•
Rückstoß/Rückfall auf den Wagen
•
Kräfte heben sich auf, da sie gleich groß sind
•
Wenn jemand von außen pusten würde, würde sich der Wagen
bewegen -> K r a f t kommt von woanders als aus dem Wagen von
dem darin sitzenden Jungen
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