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Newton'sche Axiome

1. Newton'sche Axiom (Trägheit):

“Ein kräftefreier Körper bewegt sich geradlinig gleichförmig.”
Ein sich selbst überlassener Körper, auf den keine äußere Kraft wirkt, bewegt sich geradlinig mit konstanter Geschwindigkeit.

Beispiel

Schießt man mit einer Pistole im All außerhalb jeglicher Gravitation (also näherungsweise außerhalb des Sonnensystems), so fliegt die Kugel mit genau der Geschwindigkeit, mit der sie die Pistole verlassen hat, so lange weiter bis sie auf ein Kraftfeld (zum Beispiel ein Gravitationsfeld eines Planeten/Asteroiden) trifft, ohne dabei jemals die Richtung oder die Geschwindigkeit zu ändern.

2. Newton'sche Axiom (Kraft):

Ändert der Körper seinen Bewegungszustand, so wirkt auf ihn eine Kraft und er wird beschleunigt. Die Beschleunigung erfolgt in Richtung der Vektorsumme. \begin{eqnarray} \vec{p} =&& m \cdot \vec{v} \\ \vec{F} =&& \dot{\vec{p}} = m\cdot \vec{a} \end{eqnarray} Dabei ist $\vec{p}$ der Impuls und seine zeitliche Ableitung ist die Kraft $\vec{F}$.

Beispiel

Fliegt die zuvor genannte Pistolenkugel beispielsweise mit dem Impuls $\vec{p} = 5 \text{kg} \cdot \left( \begin{array}{c} 2\\1\\3 \end{array} \right)\frac{\text{m}}{\text{s}} = \left(\begin{array}{c} 10\\5\\15 \end{array}\right) \text{N s}$ mit Masse $m=5 \text{kg}$ und Geschwindigkeit $\vec{v}=\left( \begin{array}{c} 2\\1\\3 \end{array} \right)\frac{\text{m}}{\text{s}}$ zunächst im kräftefreien Raum und trifft dann für $\Delta t = 3 s$ auf ein Kraftfeld $\vec{F} = \left( \begin{array}{c} 0\\3\\1 \end{array}\right) \text{N}$, so erhält man als resultierenden Impuls \begin{eqnarray} \vec{p}_{res} = \vec{p} + \vec{F} \cdot \Delta t &&= \left(\begin{array}{c} 10\\5\\15 \end{array}\right) \text{N s} + 3 \text{s} \cdot \left( \begin{array}{c} 0\\3\\1 \end{array}\right) \text{N} \\ &&= \left(\begin{array}{c} 10\\5\\15 \end{array}\right) \text{N s} + \left( \begin{array}{c} 0\\9\\3 \end{array}\right) \text{N s} \\ &&= \left(\begin{array}{c} 10\\14\\18 \end{array}\right) \text{N s} \end{eqnarray}

3. Newton'sche Axiom (Aktions- Reaktionsprinzip):

“Actio = Reactio”
Kräfte treten immer paarweise auf. Zu jeder wirkenden Kraft gibt es eine genau gleich große Gegenkraft, welche in die entgegengesetzte Richtung zeigt. Liegt beispielsweise ein Körper auf einer Oberfläche, so wirken zwei Kräfte: zum Einen die Gravitationskraft und zum Anderen die Normalkraft.

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