Physik

Was besagen Newtons Grundgesetze der Mechanik?

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Newtonsche Axiome als erste Naturgesetze entdeckt

Isaac Newton war der erste, der Naturgesetze erkannte. Seine drei Grundgesetze der Mechanik, auch newtonsche Axiome genannt, sind die ersten drei Naturgesetze, die entdeckt wurden.

Trägheitsgesetz

Das erste Naturgesetz besagt: Wenn sich ein Körper mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, dann wirkt keine Kraft. – Man muss sich überlegen, was das bedeutet. Stellen Sie sich vor, Sie setzen sich in Ihr Auto und fahren konstant mit 100 km in der Stunde. Dann würde Sie ja sicher denken: Moment! Mein Motor läuft doch! Der muss doch eine Kraft aufbringen, um mich mit konstanter Geschwindigkeit zu bewegen. – Newton sagt: Ja, das stimmt. Aber das tut der Motor nur, um die Reibungskraft, den Luftwiderstand und das alles zu überwinden. Und wenn man die Summe nimmt aller Kräfte, die auf das Auto einwirken, dann verschwindet die und ist null. Es wirkt in Wirklichkeit keine Kraft, wenn Sie sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen. Das war damals eine revolutionäre Idee, weil die Leute dachten, dass man eine Kraft braucht, um eine Bewegung aufrechtzuerhalten.

Im Weltraum wird das ganz klar: Wenn Sie einen Körper anstoßen, bewegt der sich immer mit konstanter Geschwindigkeit. Wenn Sie den Körper nicht anhalten, würde er sich bis in alle Ewigkeit bewegen.

Aktionsprinzip

Die zweite Idee: Wenn ich die Geschwindigkeit verändern will – also z.B. von 100 auf 120 km pro Stunde beschleunigen will – dann brauche ich dafür eine Kraft. Das hat Newton auch als Definition der Kraft genommen. Das heißt: Nur eine Geschwindigkeitsänderung erfordert eine Kraft.

Wechselwirkungsprinzip

Seine dritte Idee: Zu jeder Kraft, die es gibt, gibt es auch eine gleichgroße und entgegengesetzt gerichtete Gegenkraft. Nehmen wir wieder das Beispiel mit dem Auto: Wenn Sie mit dem Auto fahren und beschleunigen, wirkt eine Kraft. Und es muss eine gleichgroße Kraft geben, die entgegenwirkt. Das ist die Kraft, die auf die Straße wirkt. Also: Zu jeder Kraft gibt es eine gleichgroße Gegenkraft.

Diese drei Gesetze, die Isaac Newton entdeckte, waren eine Revolution. Und sie stellen das Fundament unserer modernen Wissenschaft dar.

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