3. Newtonsche Grundgesetze Inhalt 3. Newtonsche Grundgesetze 3.1 3.2 3.3 Das 1. Newtonsche Gesetz Das 2. Newtonsche Gesetz Das 3. Newtonsche Gesetz 3. Newtonsche Grundgesetze 3. Newtonsche Grundgesetze 3. Newtonsche Grundgesetze 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) 3.1 Das 1. Newtonsche Grundgesetz 3. Newtonsche Grundgesetze 3.1 Das 1. Newtonsche Grundgesetz 3.1 Das 1. Newtonsche Grundgesetz (Trägheitsgesetz) Jeder Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder konstanter Geschwindigkeit, falls keine (resultierende) Kraft wirkt. 3.1 Das 1. Newtonsche Grundgesetz 3. Newtonsche Grundgesetze Konsequenz des Trägheitsgesetzes: v =0 v = 0 und v = konst. Gleichwertige Zustände ODER absolute Ruhe ist nicht bestimmbar. 3.1 Das 1. Newtonsche 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. Newtonsche Grundgesetz 3.2 Das 2. Newtonsche Grundgesetz 3. Newtonsche Grundgesetze 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) 3.2 Das 2. Newtonsche Grundgesetz 3.2 Das 2. Newtonsche Grundgesetz 3. Newtonsche 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. Newtonsche Grundgesetz 3. Newtonsche Grundgesetze 3.2 Das 2. Newtonsche 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. Newtonsche Grundgesetz 3. Newtonsche Grundgesetze 3.3 Das 3. Newtonsche Grundgesetz 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. 3.3 Das 3. Newtonsche Grundgesetz 3.3 Das 3. Newtonsche Grundgesetz 3. Newtonsche Grundgesetze Beispiele: Actio-Reactio-Paare Satellit auf Umlaufbahn um Erde Wechselwirkung zwischen zwei Ladungen 3.3 Das 3. Newtonsche Grundgesetz