Newtons Bewegungsgesetze

Newtons Bewegungsgesetze, Beziehungen zwischen den auf einen Körper wirkenden Kräften und der Bewegung des Körpers, zuerst formuliert vom englischen Physiker und Mathematiker Sir Isaac Newton.

Newtons erstes Gesetz besagt, dass ein Körper, wenn er sich in Ruhe befindet oder sich mit konstanter Geschwindigkeit in einer geraden Linie bewegt, in Ruhe bleibt oder sich in einer Geraden mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, es sei denn, er wird von einer Kraft beeinflusst. Dieses Postulat ist als Trägheitsgesetz bekannt., Das Trägheitsgesetz wurde zuerst von Galileo Galilei für horizontale Bewegung auf der Erde formuliert und später von René Descartes verallgemeinert. Vor Galileo war angenommen worden, dass jede horizontale Bewegung eine direkte Ursache erforderte, aber Galileo leitete aus seinen Experimenten ab, dass ein bewegter Körper in Bewegung bleiben würde, es sei denn, eine Kraft (wie Reibung) ließ ihn ruhen.

Newtons zweites Gesetz ist eine quantitative Beschreibung der Veränderungen, die eine Kraft auf die Bewegung eines Körpers erzeugen kann. Es besagt, dass die zeitliche Änderungsrate des Impulses eines Körpers in Größe und Richtung der ihm auferlegten Kraft entspricht. Der Impuls eines Körpers ist gleich dem Produkt seiner Masse und seiner Geschwindigkeit. Impuls ist wie Geschwindigkeit eine Vektorgröße, die sowohl Größe als auch Richtung hat., Eine auf einen Körper ausgeübte Kraft kann die Größe des Impulses oder seine Richtung oder beides ändern. Newtons zweites Gesetz ist eines der wichtigsten in der gesamten Physik. Für einen Körper, dessen Masse m konstant ist, kann er in der Form F = ma geschrieben werden, wobei F (Kraft) und a (Beschleunigung) beide Vektorgrößen sind. Wenn auf einen Körper eine Nettokraft einwirkt, wird er gemäß der Gleichung beschleunigt. Umgekehrt, wenn ein Körper nicht beschleunigt wird, wirkt keine Nettokraft darauf.,

Newtons drittes Gesetz besagt, dass, wenn zwei Körper interagieren, Kräfte aufeinander wirken, die in der Größe gleich und in der Richtung entgegengesetzt sind. Das dritte Gesetz ist auch als Gesetz des Handelns und der Reaktion bekannt. Dieses Gesetz ist wichtig für die Analyse von Problemen des statischen Gleichgewichts, bei denen alle Kräfte ausgeglichen sind, gilt aber auch für Körper in gleichmäßiger oder beschleunigter Bewegung. Die Kräfte, die es beschreibt, sind echte, nicht nur Buchhaltungsgeräte. Zum Beispiel wendet ein Buch, das auf einem Tisch ruht, eine Abwärtskraft an, die seinem Gewicht auf dem Tisch entspricht., Nach dem dritten Gesetz wendet die Tabelle eine gleiche und entgegengesetzte Kraft auf das Buch an. Diese Kraft tritt auf, weil das Gewicht des Buches dazu führt, dass sich der Tisch leicht verformt, so dass er wie eine Spiralfeder auf das Buch zurückdrückt.

Newtons Gesetze erschienen zuerst in seinem Meisterwerk Philosophiae Naturalis Principia Mathematica (1687), allgemein bekannt als Principia. 1543 schlug Nikolaus Kopernikus vor, dass die Sonne und nicht die Erde im Mittelpunkt des Universums stehen könnten., In den dazwischen liegenden Jahren legten Galileo, Johannes Kepler und Descartes den Grundstein für eine neue Wissenschaft, die sowohl die aristotelische Weltanschauung, die von den alten Griechen geerbt wurde, ersetzen als auch die Funktionsweise eines heliozentrischen Universums erklären würde. In der Principia schuf Newton diese neue Wissenschaft. Er entwickelte seine drei Gesetze, um zu erklären, warum die Umlaufbahnen der Planeten eher Ellipsen als Kreise sind, bei denen er Erfolg hatte, aber es stellte sich heraus, dass er viel mehr erklärte. Die Veranstaltungsreihe von Kopernikus bis Newton ist gemeinsam als Wissenschaftliche Revolution bekannt.,Jahrhundert wurden Newtons Gesetze durch Quantenmechanik und Relativität als die grundlegendsten Gesetze der Physik ersetzt. Dennoch geben Newtons Gesetze weiterhin eine genaue Darstellung der Natur, mit Ausnahme von sehr kleinen Körpern wie Elektronen oder Körpern, die sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegen. Quantenmechanik und Relativität reduzieren sich auf Newtons Gesetze für größere Körper oder für Körper, die sich langsamer bewegen.