III. Dynamik




III.1  Trägheitsgesetz oder "1. Newtonsches Axiom"

III.2   Kräfte

Versuch III.1: Federwaage

III.3   Die träge Masse

Versuch III.2: Kordel reißt

III.4   Grundgesetz der Mechanik oder "2.Newtonsches Axiom"

Versuch III.3: Atwood'sche Fallmaschine

III.5   Schwere und träge Masse

III.6   Bestimmung der Erdbeschleunigung g mit Hilfe des 2. Newtonschen Axioms

Versuch III.4: g - Bestimmung

III.7   Gegenwirkungsprinzip oder "3. Newtonsches Axiom"

Versuch III.5: Zwei Körper auf einem Rollwagen

III.7.1 Theoretische Überlegungen

III.7.2 Beispiel Freier Fall

III.7.3 Beispiel schiefe Ebene




Bis jetzt haben wir verschiedene Bewegungen kennengelernt und gezeigt, wie man über Integration und Differentation aus gegebenen Randbedingungen Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung als Funktion der Zeit berechnet.

Bei der Betrachtung der gradlinigen Bewegung haben wir Versuche, z.B. mit der Luftkissenbahn, durchgeführt, bei denen wir einen Körper mit einer festen Geschwindigkeit losgelassen haben. Wir gingen davon aus, daß der Körper danach dieselbe Geschwindigkeit beibehält. Im Folgenden müssen wir aber untersuchen, ob und wodurch diese Annahme haltbar war. Dafür betrachten wir die Ursachen von Bewegungen im Allgemeinen.

Der Bereich der Physik, der sich mit den Ursachen der Bewegung beschäftigt, heißt Dynamik .

Auch in diesem Bereich der Physik waren Aristoteles und Galilei zwei Naturwissenschaftler, deren Vorstellungen viele Jahrhunderte die gültige Lehrmeinung bestimmten.

Aristotelesging davon aus, daß jedem Körper eine Bewegungskraft eingeprägt ist. Bis diese Kraft aufgebraucht, ist, bewegt der Körper sich gradlinig gleichförmig. Mit dieser Theorie untersuchte man im 16.Jahrhundert den schiefen Wurf und errechnete richtig, daß die optimale Wurfweite bei einem Winkel von 45° erreicht wird. Dieses Ergebnis ist insofern beeindruckend, als die dahinterstehende Theorie grundlegend falsch war.

Den Beweis dafür lieferte Galilei, der beobachtete, daß die Bewegung von rollenden Kugeln auf unterschiedlichen Oberflächen beispielsweise nicht durch nur eine innewohnende, eingeprägte Kraft beeinflußt sein kann, da eine Kugel umso weiter rollt, je glatter die horizontale Oberfläche ist.

Sir Isaac Newton, Professor in Cambridge und London, heute als einer der Gründer der klassischen Physik bekannt, untersuchte den Ansatz Galileis weiter und entwickelte daraus drei Axiome. Diese sollen im Folgenden näher untersucht werden.



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