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Physik

Zweites Newtonsches Gesetz: Grundprinzip der Dynamik

Zweites Newtonsches Gesetz: Grundprinzip der Dynamik

Das zweite Newtonsche Gesetz ist eines der drei Bewegungsgesetze, das der Physiker und Mathematiker Sir Isaac Newton (1642-1727) entwickelt hat. Dieses Gesetz wird zusammen mit dem Trägheitsgesetz und dem Gesetz vom Wirk- und Reaktionsprinzip in seinem Meisterwerk "Philosophiae naturalis principia mathematica" (Mathematische Prinzipien der Naturphilosophie) veröffentlicht.

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Newton schrieb den zweiten Hauptsatz in seiner Principia Mathematica wie folgt:

„Die Bewegungsänderung ist proportional zur ausgeübten Kraft; und es erfolgt in Richtung der geraden Linie, in der die Kraft ausgeübt wird."

Umgangssprachlich erklärt, besagt das zweite Newtonsche Gesetz, dass, wenn wir eine Kraft auf ein Objekt ausüben, das Objekt eine Beschleunigung erfährt, die direkt proportional zur Kraft ist. Das heißt, das Drücken eines Objekts mit einer Kraft F impliziert, dass der Ruhe- oder Bewegungszustand des Objekts variiert.

Formel des zweiten Newtonschen Gesetzes

Dies lässt sich analytisch schreiben als:

F = m a

wo:

  • F ist die Summe der auf das Objekt wirkenden Nettokräfte, ausgedrückt in Newton.

  • m ist die in Kilogramm ausgedrückte Masse.

  • a ist die Beschleunigung, ausgedrückt in Metern pro Sekunde zum Quadrat.

Die Masse eines Elements hat eine Proportionalitätsfunktion zwischen der auf das Element ausgeübten resultierenden Kraft und seiner Beschleunigung. Dies bedeutet, dass durch die Ausübung derselben Kraft auf zwei Objekte mit unterschiedlichen Massen die Beschleunigung des Objekts bei dem Objekt mit der geringeren Masse größer ist. In Wirklichkeit erzeugt die Masse eines Elements einen Widerstand gegen die Variation seiner Geschwindigkeit. Aus diesem Grund wird Masse manchmal als Trägheitsmasse (Widerstand gegen Veränderung) bezeichnet.

Bei einem sich bewegenden Objekt beschleunigt sich das Objekt, wenn die Kraftrichtung der Geschwindigkeit entspricht. Ist die ausgeübte Kraft dagegen in die entgegengesetzte Richtung, verlangsamt sich das Objekt.

Ein besonderer Fall dieser Formel ist, wenn sie auf die Schwerkraft auf der Erdoberfläche angewendet wird. Jedes Objekt im freien Fall auf der Erdoberfläche erfährt unabhängig von seiner Masse eine Beschleunigung von 9,8 m / s². Dieser Wert ergibt sich aus Newtons eigenem Gesetz der universellen Gravitation.

Was ist die Definition von force?

Eine Kraft ist das Element, das ein Objekt beschleunigt.

Die Resultierende aller auf ein Objekt ausgeübten Kräfte hat dieselbe Richtung und denselben Sinn wie die Beschleunigung (die sich von der Geschwindigkeit unterscheiden kann). Der Modul der resultierenden Kräfte ist direkt proportional zum Modul der Beschleunigung, wie in der Formel des zweiten Newtonschen Gesetzes angegeben.

Was ist die Krafteinheit?

Das Newton ist die Krafteinheit im internationalen Einheitensystem, die durch das Grundprinzip der Dynamik (Newtons 2. Gesetz) gegeben ist als:

1 N = 1 kg m / s²

Wenn ein Körper mit einer Masse von einem Kilogramm eine Beschleunigung von einem Meter pro Sekunde zum Quadrat in Bezug auf ein Trägheitsbezugssystem hat, dann beträgt die resultierende Kraft, die auf den Körper ausgeübt wird, ein Newton.

Autor:

Erscheinungsdatum: 10. November 2021
Geändert am: 10. November 2021