Was sind die Newtonschen Bewegungsgesetze?

Newtons Gesetze Eine Reihe von drei Gesetzen, die die Bewegung von Körpern regeln, sind in seiner berühmten Veröffentlichung erstmals 1687 von Sir Isaac Newton (1643-1727) veröffentlicht worden,  Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica. Diese Gesetze bilden den Grundstein der Dynamik in der klassischen Physik.

Newtons Bewegungsgesetze wurden auf früheren Arbeiten des berühmten italienischen Physikers Galileo Galilei (1564-1642) und des französischen Philosophen René Descartes (1596-1650) aufgebaut. Insbesondere Newtons erstes Bewegungsgesetz ist den Descartes-Naturgesetzen bemerkenswert ähnlich.

Es gibt viele verschiedene Möglichkeiten, um Newtons Gesetze zu formulieren, aber alle decken dieselben Prinzipien ab.

Newtons erster Bewegungssatz

Ein Körper bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit weiter, solange keine resultierende Kraft auf den Körper wirkt.

Eine alternative Aussage, um das erste Gesetz von Newton zu beschreiben, lautet: Ein ruhender Körper bleibt in Ruhe oder ein bewegter Körper bewegt sich in einer geraden Linie mit der gleichen Geschwindigkeit weiter, es sei denn, er wird durch eine äußere Kraft gezwungen.

Newtons zweiter Bewegungssatz

Wenn eine resultierende Kraft auf einen Körper wirkt, ist die Beschleunigung des Körpers aufgrund der resultierenden Kraft direkt proportional zur Kraft.

Eine alternative Aussage, um Newtons zweites Gesetz zu beschreiben, lautet: Die resultierende Kraft auf einen Körper ist gleich der Impulsänderungsrate des Körpers.

Newtons dritter Bewegungssatz

Wenn ein Körper A eine Kraft auf den Körper B ausübt, dann übt der Körper B eine gleich große Kraft in entgegengesetzter Richtung auf den Körper A aus.

Eine alternative Aussage, um Newtons drittes Gesetz zu beschreiben, lautet: Jede Aktion hat eine Reaktion, die gleich groß ist und in die entgegengesetzte Richtung wirkt.

Newtons Bewegungsgesetze sind nicht universell anwendbar. Technisch gesehen gelten die Newtonschen Bewegungsgesetze nur für sogenannte "Inertial Reference Frames" in der Physik. Probleme treten auch auf, wenn Körper sich der Lichtgeschwindigkeit nähern, wenn sich die Masse der Körper zu erhöhen beginnt. Zur Durchführung von Berechnungen in diesen Situationen muss die spezielle Relativitätstheorie genutzt werden. In sehr kleinen Maßstäben muss die Quantenmechanik verwendet werden, um das Verhalten von Partikeln zu verstehen. Für alltägliche Berechnungen geben die Newtonschen Bewegungsgesetze jedoch Antworten auf sehr gute Näherungen. Die Anwendung der Newtonschen Bewegungsgesetze ist im Vergleich zu allgemeineren, aber komplexen Theorien viel einfacher.

Verweise

Bain, J. (n. D.). Decartes & Newton. Abgerufen am 21. 21. 2015 von Research | NYU Polytechnic School of Engineering: http://ls.poly.edu/~jbain/mms/handouts/mmsdescarteslaws.htm