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Physik

Newtons erstes Gesetz oder Trägheitsgesetz

Newtons erstes Gesetz oder Trägheitsgesetz

Das erste Newtonsche Gesetz ist ein grundlegendes Gesetz der Dynamik, also der Bewegungen von Körpern. Dieses Gesetz wurde von Isaac Newton entwickelt und wird auch allgemein als Trägheitsgesetz bezeichnet, da Trägheit der Widerstand gegen Veränderungen (konstante Geschwindigkeit) ist.

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Von einer schwarz gekleideten Frau träumen, was bedeutet das

Das erste Newtonsche Gesetz besagt:

"Jeder Körper verharrt in einem Zustand der Ruhe oder gleichförmigen Bewegung in einer geraden Linie, es sei denn, er wird durch Kräfte, die ihm auferlegt werden, gezwungen, diesen Zustand zu ändern."

Wenn ein Objekt keine Beschleunigung hat, wenn es sich im Ruhezustand oder in einer gleichmäßigen geradlinigen Bewegung befindet. Daher kann dieses Gesetz auch wie folgt ausgedrückt werden: "Wird keine äußere Kraft auf ein Objekt ausgeübt, ist die Beschleunigung des Objekts Null." Die Kraft, die ein Körper ausübt, ist proportional zum Produkt aus Masse und Beschleunigung.

Beispiele für Newtons erstes Gesetz

Ein Dynamometer

Eine häufige Anwendung ist das Wiegen eines Objekts auf einem Dynamometer. Beim Platzieren eines Objekts auf dem Dynamometer erfährt das Objekt zwei Kräfte in entgegengesetzte Richtungen:

  • eine Nettokraft, die es nach unten drückt (Schwerkraft).

  • Andererseits übt der Dynamometer nach dem Prinzip der Aktionsreaktion eine Reaktionskraft in die entgegengesetzte Richtung aus.

Wenn die vom Dynamometer ausgeübte Kraft gleich der durch das Gewicht des Objekts verursachten Kraft ist, bleibt der Körper in Ruhe. Daher gilt das Trägheitsgesetz: Wenn die Summe der auf das Objekt wirkenden Kräfte null ist, ist die Beschleunigung null.

Die Rotation der Planeten im Sonnensystem

Die Planeten rotieren dank der Schwerkraft der Sonne um die Sonne.Ohne die Anwesenheit der Sonne würden die Planeten eine lineare Bahn mit konstanter Geschwindigkeit beschreiben. Die Sonne übt jedoch eine Zentripetalkraft auf die Planeten aus, die eine Zentripetalbeschleunigung verursacht, die ihre Bahn ständig ändert, wodurch sie sich um sie drehen.

Newtons Erstes Gesetz-Referenzsystem

Das erste Trägheitsgesetz kann nicht in allen Bezugssystemen angewendet werden.

Wenden wir das Gesetz auf einen Stein (Objekt „A“) an, der sich in einer Straße (Bezugsrahmen 1) befindet, auf die keine Kraft ausgeübt wird.

Die Beschleunigung des Steins in Bezug auf das Referenzsystem 1 ist null und daher ist das Trägheitsgesetz erfüllt.

Nehmen wir nun an, dass ein Auto (Bezugsrahmen 2) relativ zu System 1 beschleunigt. In diesem Fall würde ein Beobachter im Auto sehen, wie der Stein ohne Krafteinwirkung beschleunigt. Daher kann das Trägheitsgesetz auf kein Referenzsystem angewendet werden, wenn es in Bezug auf das erste System beschleunigt wird.

Das erste Newtonsche Gesetz kann nur auf eine spezielle Art von Bezugssystem angewendet werden. Dieses System wird als Trägheitsbezugssystem bezeichnet. Damit ein Bezugssystem träge ist, muss es sich mit einer konstanten relativen Geschwindigkeit in Bezug auf das erste Bezugssystem bewegen.

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Erscheinungsdatum: 6. November 2021
Geändert am: 6. November 2021