Newtonsche Gesetze

Newtonsche Gesetze

Die drei Newtonschen Gesetze formulieren die Grundlagen der Bewegung zufolge von Krafteinwirkung.

1. Newtonsche Gesetz

Das 1. Newtonsche Gesetz, auch Trägheitsgesetz genannt, besagt, dass in einem Inertialsystem jeder Körper in Ruhe oder im Zustand einer gleichförmigen Bewegung bleibt, solange auf ihn keine Kraft einwirkt.

2. Newtonsches Gesetz

Das 2. Newtonsche Gesetz , auch Aktionsprinzip genannt, ist zugleich die Grundgleichung der Mechanik und besagt, das eine Kraft, die auf einen Körper wirkt, gleich der zeitlichen Änderung des Impulse pro Zeiteinheit ist.

• Durch Umformung der Gleichung kann man auch sagen, dass eine Kraft gleich der Masse eines Körpers mal der auf den Körper einwirkenden Geschwindigkeitsänderung bzw. Beschleunigung ist.
• Die Beschleunigung eines Körpers ist der auf die Masse einwirkenden Kraft direkt proportional und der Masse des Körpers indirekt proportional

\(\overrightarrow F = m \cdot \overrightarrow a\)

\({\text{Kraft}} = {\text{Masse}} \cdot {\text{Beschleunigung}} \)

\({\text{Einheit}}:1N = 1\dfrac{{kg.m}}{{{s^2}}}\)

Eine Kraft von 1 N beschleunigt eine Masse von 1 kg mit 1m pro s². Kräfte werden durch ihren Betrag (Stärke der Kraft) und ihre Wirkungsrichtung festgelegt und daher als Vektor beschrieben.

In einem Inertialsystem gilt für eine Kraft die auf einen Körper einwirkt:

\(\overrightarrow F = \dfrac{{d\overrightarrow p }}{{dt}} = \dfrac{{dm \cdot \overrightarrow v }}{{dt}} = m \cdot \dfrac{{d\overrightarrow v }}{{dt}} = m \cdot \overrightarrow a \)

3. Newtonsches Gesetz

Das 3. Newtonsche Gesetz, auch als Actio-Reactio Gesetz oder Wechselwirkungsprinzip,  gekannt, besagt, dass wenn 2 Teilchen Kräfte aufeinander ausüben, diese gleich groß aber entgegengesetzt gerichtet und entlang der Verbindungsgeraden der Teilchen wirken.

Beispiel:
Fundamentale Kräfte, die im Einklang mit den 3. Newtonschen Gesetz sind:

• die Gravitationskraft: \(\left| {{F_{12}}} \right| = \left| {{F_{21}}} \right| = G \cdot \dfrac{{{m_1} \cdot {m_2}}}{{{r^2}}}\)
• die Coulombkraft: \(\left| {{F_{C12}}} \right| = \left| {{F_{C21}}} \right| = \dfrac{1}{{4\pi {\varepsilon _0}}} \cdot \dfrac{{{q_1} \cdot {q_2}}}{{{r^2}}}\)