Newtons erstes Gesetz, auch als Trägheitsgesetz bekannt, besagt, dass ein ruhendes Objekt in Ruhe bleibt und ein sich bewegendes Objekt sich weiterhin mit konstanter Geschwindigkeit in einer geraden Linie bewegt, sofern nicht eine äußere Nettokraft auf ihn einwirkt.
Hier sind einige Beispiele für Newtons erstes Gesetz:
1. Objekt in Ruhe
Stellen Sie sich ein Buch auf einem Tisch vor. Wenn keine Kraft auf das Buch ausgeübt wird, bleibt es ruhig auf dem Tisch liegen. Nach dem ersten Newtonschen Gesetz bleibt das Buch in Ruhe, bis eine äußere Kraft auf es einwirkt.
2. Bewegtes Objekt
Angenommen, Sie schieben einen Einkaufswagen durch einen Gang und lassen ihn dann los. Der Wagen bewegt sich noch eine Weile weiter durch den Gang, bevor er aufgrund der Reibung allmählich zum Stillstand kommt. Dies liegt daran, dass der Wagen, sobald er in Bewegung ist, aufgrund der Trägheit dazu neigt, seine konstante Geschwindigkeit beizubehalten.
In diesem Fall erzeugt die Reibungskraft eine Beschleunigung in entgegengesetzter Richtung zur Bewegung bis zum Stillstand.
3. Raumfahrt
Im Weltraum, wo es keine nennenswerten Kräfte gibt, die ein sich bewegendes Objekt verlangsamen könnten, bewegt sich ein mit einer bestimmten Geschwindigkeit gestartetes Raumschiff mit dieser Geschwindigkeit geradlinig weiter.
Aufgrund des Gesetzes der universellen Gravitation nimmt die Schwerkraft mit zunehmender Entfernung zwischen dem Flugzeug und der Erde ab, bis irgendwann die Schwerkraft nicht mehr ausreicht, um die Geschwindigkeit auf Null zu reduzieren. Daher geht man davon aus, dass ein Raumfahrzeug ab einer bestimmten Höhe keinen äußeren Kräften mehr ausgesetzt ist, die seinen Bewegungszustand verändern.
Bei einem Satelliten, der die Erde umkreist, tritt ein ähnlicher Effekt auf, aber in diesem Fall wirkt die Gravitationskraft als Zentripetalkraft und verändert die Flugbahn des Satelliten. Aus diesem Grund haben sie kreisförmige Flugbahnen.
4. Fallschirm
Wenn eine Person mit dem Fallschirm aus einem Flugzeug springt, fällt sie aufgrund der Schwerkraft zunächst nach unten. Sobald sich der Fallschirm jedoch entfaltet, erfährt er einen Luftwiderstand, der in die entgegengesetzte Bewegungsrichtung wirkt.
Dies führt zu einer Netto-Außenkraft nach oben und verlangsamt die Fallgeschwindigkeit, was einen langsameren Abstieg ermöglicht.
5. Eislaufen
Wenn ein Skater auf einer Eisbahn ohne zusätzliche Kraftanwendung rutscht, rutscht er mit konstanter Geschwindigkeit geradlinig weiter. Dies liegt daran, dass es auf dem Eis keine nennenswerte Reibung gibt, die es dem Skater ermöglicht, seinen Bewegungszustand beizubehalten.
6. Rollender Ball
Stellen Sie sich einen Ball vor, der auf einer ebenen Fläche rollt. Wenn keine äußeren Kräfte auf den Ball einwirken, rollt er mit konstanter Geschwindigkeit geradlinig weiter. Die Trägheit des sich bewegenden Objekts hält seine Bewegung aufrecht, ohne dass mehr Kraft aufgewendet werden muss.
7. Passagiere in einem Auto
Wenn Sie in einem fahrenden Auto sitzen und es plötzlich anhält, spüren Sie, wie sich Ihr Körper nach vorne neigt. Dies liegt daran, dass Ihr Körper gemäß dem ersten Newtonschen Gesetz dazu neigt, seinen Bewegungszustand beizubehalten und sich aufgrund der Trägheit weiter vorwärts zu bewegen, während das Auto zum Stillstand kommt.
8. Ein Projektil werfen
Wenn Sie ein Objekt, beispielsweise einen Ball, mit einer bestimmten Geschwindigkeit und einem bestimmten Winkel werfen, folgt es einer ballistischen Flugbahn. Sobald das Projektil in der Luft ist, bewegt es sich mit konstanter Geschwindigkeit geradlinig weiter, bis Schwerkraft und Luftwiderstand auf es einwirken.
Wie bei einer parabolischen Schussbewegung bleibt die horizontale Geschwindigkeit konstant, da keine äußere Kraft auf sie einwirkt. Im Gegensatz dazu wird die Vertikalgeschwindigkeit durch die Schwerkraft beeinflusst.
9. Drehung eines Kreisels
Wenn Sie einen Kreisel drehen, behält er aufgrund der Trägheit seine Drehachse und Drehgeschwindigkeit bei. Es stoppt oder ändert seine Bewegung nur, wenn eine äußere Kraft, etwa Reibung oder ein Schlag, auf es einwirkt.
10. Planeten im Orbit
Die Planeten in unserem Sonnensystem folgen aufgrund des Gravitationseinflusses der Sonne elliptischen Bahnen um die Sonne. Nach dem ersten Newtonschen Gesetz bewegen sich die Planeten aufgrund ihrer Trägheit weiterhin mit konstanter Geschwindigkeit auf ihren Bahnen.
Der Grund, warum sie jedoch eine elliptische Flugbahn beschreiben, ist der Einfluss einer äußeren Kraft, der Gravitationskraft der Sonne, die als Zentripetalkraft wirkt.
