Newtons erstes Gesetz vs. zweites Bewegungsgesetz
In seinem bahnbrechenden Buch Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica (Mathematische Prinzipien der Naturphilosophie) schlug Sir Isaac Newton die drei Bewegungsgesetze vor. Die Newtonschen Bewegungsgesetze sind die Eckpfeiler der klassischen Mechanik. Diese Gesetze werden fast überall auf dem Gebiet der Physik angewandt. Das erste Newtonsche Gesetz beschreibt die Bewegung eines Objekts in einer qualitativen Methode. Das erste Gesetz definiert auch das Inertialsystem. Das zweite Bewegungsgesetz ist ein quantitatives Gesetz und beschreibt auch den Kraftbegriff. Es ist wichtig, ein sehr gutes Verständnis dieser Gesetze zu haben, um ein angemessenes Verständnis der klassischen Mechanik und sogar der Relativitätstheorie zu haben. In diesem Artikel werden wir diskutieren, was Newtons erstes Bewegungsgesetz und Newtons zweites Bewegungsgesetz sind, ihre Definitionen, die physikalische Interpretation dieser beiden Gesetze, die Ähnlichkeiten zwischen dem ersten und dem zweiten Gesetz und schließlich den Unterschied zwischen Newtons erstem Gesetz Gesetz und zweites Bewegungsgesetz.
Newtons erstes Bewegungsgesetz
Die einfachste Form von Newtons erstem Gesetz ist, dass die Geschwindigkeit eines Körpers unverändert bleibt, es sei denn, auf den Körper wirkt eine äußere Kraft ein. Wenn das Buch ins Englische übersetzt wird, gibt es den Satz „Jeder Körper verharrt in seinem Zustand, in Ruhe zu sein oder sich gleichmäßig geradeaus zu bewegen, es sei denn, er ist gezwungen, seinen Zustand durch Krafteinwirkung zu ändern“als 1. Bewegungsgesetz. Dieses Gesetz impliziert, dass eine äußere Kraft angewendet werden muss, um einen bestimmten Zustand eines Objekts zu ändern. Mit anderen Worten, das Objekt ist nicht bereit, den aktuellen Zustand zu ändern. Dies wird als Trägheit des Objekts bezeichnet. Trägheit kann als die Tendenz eines Objekts identifiziert werden, in seinem aktuellen Zustand zu bleiben. Jeder Rahmen (Koordinatensystem), der das erste Newtonsche Gesetz erfüllt, wird als Inertialrahmen bezeichnet. In diesem Sinne kann das erste Bewegungsgesetz als Definition von Inertialsystemen genommen werden.
Zweites Newtonsches Bewegungsgesetz
Die einfachste Form des zweiten Hauptsatzes ist „Die Beschleunigung eines Körpers ist parallel und direkt proportional zur Nettokraft F und umgekehrt proportional zur Masse m“. Mit anderen Worten, F=k m a. Das SI-Einheitensystem ist so definiert, dass k gleich 1 ist. Daher wird die Gleichung im SI-System zu F=ma. Der zweite Hauptsatz kann auch als Definition einer Kraft aufgefasst werden. Kraft kann auch durch Impuls ausgedrückt werden. Die Geschwindigkeitsänderung des Impulses ist gleich der auf das Objekt ausgeübten Nettokraft. Da ein auf ein Objekt wirkender Impuls einer plötzlichen Impulsänderung gleichkommt, kann die Kraft auch mit Impuls definiert werden.
Was ist der Unterschied zwischen Newtons erstem und zweitem Bewegungsgesetz?
• Das erste Gesetz ist qualitativ, während das zweite Gesetz quantitativ ist.
• Das erste Gesetz ist die Definition des Trägheitssystems, während das zweite Gesetz die Definition der Kraft ist.
• Wenn die Nettokraft auf das Objekt Null ist, reduziert sich das 2. Gesetz auf das erste Bewegungsgesetz.
