Erstes Newtonsches Axiom
Trägheitsgesetz
Basiswissen
Kurzversion: Ohne äußere Kraft, keine Änderung von Geschwindigkeit oder Bewegungsrichtung. Und im korrekten Umkehrschluss: bei konstantem Bewegungszustand muss die Summe aller äußeren Kräfte Null ergeben.
Beispiel
Man stelle sich einen völlig leeren Weltraum vor. In ihm bewege sich langsam von links nach rechts antriebslos ein Raumschiff. Solange keinerlei Kräfte von außen auf das Raumfschiff einwirken, wird es sich mit derselben Richtung und mit derselben Geschwindigkeit weiterbewegen.
Was sind äußere Kräfte
Es werden innere und äußere Kräfte unterschieden. Äußere Kräfte greifen von außen an dem Körper an, etwa eine Hand die ihn schiebt oder ein Magnetfeld das bremsend oder beschleunigend wirkt. Wirken keinerlei äußeren Kräfte, bleibt der Körper weiter in seinem alten Bewegungszustand. Gibt es äußere Kräfte, muss man diese vektoriell addieren. Ergibt die Summe 0 ist es für den Bewegungszustand des Körpers so, als würden keine Kräfte wirken.
Welcher Umkehrschluss gilt nicht?
- Ein (ungültiger) Umkehrschluss des ersten Newtonschen Axioms wäre:
- Ändert ein Körper seinen Bewegungszustand nicht, dann wirken keine äußeren Kräfte.
- Dieser Umkehrschluss ist nicht gültig, man betrachte dazu ein Beispiel:
- Ein Heissluftballon schwebt in gleicher Höhe in der Luft.
- Nach unten wirkt die (recht starke) Anziehungskraft der Erde.
- Nach oben gerichtet wird die Auftriebskraft der umgebenden Luft.
- Es wirken zwei für sich einzeln gesehen recht starken Kräfte.
- Dennoch kann der Ballon dabei in absoluter Ruhe verharren.
- Der Grund: die wirkenden Kräfte heben sich gegenseitig auf.
- Von einer gleichförmige Bewegung auf Kräftefreiheit ...
- zu schließen ist also ein Fehlschluss ↗
Welcher Umkehrschluss gilt?
- Solange ein Körper seinen Bewegungszustand nicht ändert, ...
- beträgt die Summe der äußeren Kräfte 0. Dieser Satz ist korrekt.
Was ist eine causa efficiens?
Man unterscheidet verschiedene Arten von Ursachen: Wirkursachen, Zielursachen, Stoff- und Formursachen. In dieser von Aristoteles eingeführten Betrachtung ist die von außen auf einen Gegenstand wirkende Kraft eine Wirkursache: sie bewirkt eine Änderung des Bewegungszustandes eines Gegenstandes. Die Wirkursache wird oft auf Latein bezeichnet als causa efficiens ↗
War Newton der Urheber der Idee?
In der klaren Formulierung möglicherweise schon, aber nicht im Grundgedanken. Schon gut 300 Jahre zuvor, in der Zeit der mittelalterlichen Scholastik, spekulierte der theologische Denker Johannes Buridan, dass sich Bewegungen nicht von alleine erschöpfen. Diese historische Denkbewegung bezeichnet man heute als Impetustheorie ↗
Synonyme
- => lex ↗ prima
Aufgaben zum ersten newtonschen Axiom
Einige Übungs-Aufgaben zum ersten Newtonschen Axiom sind hier als Quickcheck zusammengestellt. Zu jeder Aufgabe gibt es auch eine Musterlösung. Direkt zu den Aufgaben geht es über => qck
