Newtons Gesetze (oder die grundlegenden Prinzipien der Mechanik) sind drei physikalische Gesetze, die die Kräfte, die auf einen Körper wirken, und die Bewegung dieses Körpers in Beziehung setzen. Diese Gesetze wurden von Sir Isaac Newton aufgestellt (ebenfalls basierend auf Galileis Studien).
Die Newtonschen Gesetze reichen aus, um alle Bewegungen in der klassischen Mechanik zu erklären, also Bewegungen, die viel langsamer als die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum erfolgen. Alle von ihnen können durch die Anwendung der wissenschaftlichen Methode nachgewiesen werden.
Diese drei Gesetze basieren auf einem Trägheitsbezugssystem, also auf realen Kräften mit konstanter Geschwindigkeit.
Newtons erstes Gesetz: das Trägheitsgesetz
Das erste Newtonsche Gesetz ist das Trägheitsgesetz. Das Trägheitsgesetz sagt:
"Jeder Körper behält einen Ruhezustand oder eine gleichförmige geradlinige Bewegung bei, solange keine anderen Kräfte auf ihn einwirken oder die Summe der auf ihn wirkenden Kräfte Null ist."
Erhält ein sich bewegendes Objekt keine zusätzliche Kraft, bewegt es sich mit konstanter Geschwindigkeit geradlinig. Wenn wir dagegen eine seitliche Kraft auf denselben Körper ausüben, ändert er seine Richtung. Das passiert mit dem Mond. Der Mond erfährt aufgrund der Schwerkraft, mit der Erde und Mond angezogen werden, ständig eine Zentripetalkraft in Richtung Erde (universelles Gravitationsgesetz).
Zweites Newtonsches Gesetz: Gesetz der Dynamik
Das zweite Newtonsche Gesetz ist das grundlegende Gesetz der Dynamik: Es stellt den Zusammenhang zwischen Kraft und Beschleunigung her.
"Eine Kraft, die auf einen Körper einwirkt, gibt ihm eine Beschleunigung, die proportional zur Kraft und umgekehrt proportional zur Masse des Körpers ist."
Die Masse ist ein Maß für die Menge an Materie im Körper. Newton führt den Begriff des Momentums ein. Dies ist eine Vektorgröße gleich dem Produkt aus Masse und Geschwindigkeitsvektor.
p = mv
Woher
m ist die Masse
v ist der Geschwindigkeitsvektor
Ausgehend vom Impuls können wir die vollständigste Form der Kraftdefinition für einen Körper konstanter Masse ableiten.
F = ma
Woher
F ist der Kraftvektor (N)
m ist Masse (kg)
a ist der Beschleunigungsvektor (m / s)
Wenn ein ruhender Gegenstand keine äußere Kraft erhält, bleibt er in Ruhe. Wenn wir dagegen eine Nettokraft darauf anwenden, erfährt der Körper eine Beschleunigung und erhält eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung.
Das dritte Newtonsche Gesetz: Gesetz von Aktion und Reaktion
Das dritte Gesetz oder Gesetz von Aktion und Reaktion besagt Folgendes:
„Wenn ein Körper auf einen anderen Körper mit einer Kraft (sogenannte Aktionskraft) einwirkt, wirkt der zweite Körper auch auf den ersten mit einer Kraft (sogenannte Reaktionskraft) gleicher Größe und Richtung, jedoch in entgegengesetzter Richtung. Dieses Prinzip wird auch als Aktions-Reaktions-Prinzip bezeichnet. "
