mechanisms

Newton war der erste, der die grundlegenden Prinzipien festlegte, auf denen das Verst ndnis von Bewegung beruht. Sein Werk "Mathematische Prinzipien der Naturphilosophie" fasst im Wesentlichen drei Gesetze zusammen, die es uns erm glichen, die Bewegung von K rpern zu berechnen.

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Der Kern seines Denkens liegt in der Ver nderung des Impulses ber die Zeit, was er als Kraft bezeichnet. In Abwesenheit einer solchen Kraft bleibt der Impuls konstant, was bei konstanter Masse zu einer unver nderten Geschwindigkeit f hrt. Zus tzlich entwickelte Newton die Idee, dass Kr fte paarweise auftreten: Um eine Kraft zu erzeugen, muss auch ihre entgegengesetzte Reaktion vorhanden sein, die wir als Gegenkraft bezeichnen. Diese Prinzipien, bekannt als Newtons Bewegungsgesetze, legten den Grundstein f r die klassische Physik und sind von grundlegender Bedeutung f r das Verst ndnis des Verhaltens von bewegten Objekten.

Wenn wir einen K rper mit der Masse $m$ und Geschwindigkeit $v$ betrachten, kann man erkennen, dass es zwei Situationen gibt, in denen es schwieriger ist, seine Bewegung zu ndern:

• seine Masse ist sehr gro (zum Beispiel, wenn man versucht, ein Auto anzuhalten)
• seine Geschwindigkeit ist sehr hoch (zum Beispiel, wenn man versucht, eine Kugel anzuhalten)

Daher wird eine Ma zahl f r die Bewegung eingef hrt, die den K rper ber cksichtigt, n mlich das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit, das als Impuls des K rpers bezeichnet wird.

Es wird wie folgt definiert:

kyon

Die Kraft ist f r die Erzeugung von Bewegung verantwortlich, insbesondere f r die Translation. Konzeptuell kann sie als die Geschwindigkeit verstanden werden, mit der einem K rper Impuls hinzugef gt (oder abgezogen) wird.

Um die Verschiebung eines Objekts abzusch tzen, ist es wichtig zu verstehen, wie sich sein Impuls im Laufe der Zeit ver ndert. Daher wird das Verh ltnis zwischen die Impulsvariation ($\Delta p$) und der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) eingef hrt, das als die Kraft ($F$) definiert ist.

Um die Messung durchzuf hren, kann ein System wie das in der Abbildung gezeigte verwendet werden:

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Um die durchschnittliche Kraft zu bestimmen, wird ein Federwaage verwendet, die aus einer Feder besteht, die sich unter der Wirkung der Kraft ausdehnt und auf einer Skala die Intensit t anzeigt.

Die Gleichung, die die durchschnittliche Kraft beschreibt, lautet daher:

equation=3684

Es sollte beachtet werden, dass die durchschnittliche Kraft eine Sch tzung der tats chlichen Kraft ist. Das Hauptproblem besteht darin, dass:

Das Moment variiert im Laufe der Zeit, sodass der Wert der Kraft sehr unterschiedlich sein kann von einer Durchschnittskraft.

Daher ist der Schl ssel:

Die Kraft in einer ausreichend kurzen Zeit zu bestimmen, damit ihre Variation minimal ist.

Newtons Theorien wurden in seinem Buch "Philosophi Naturalis Principia Mathematica" ver ffentlicht.

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Dieses Buch, allgemein bekannt als "Principia", gilt als eines der wichtigsten Werke in der Geschichte der Wissenschaft. In ihm pr sentiert Newton seine Bewegungsgesetze und das Gesetz der universellen Gravitation und legt damit die Grundlagen der klassischen Physik. Das "Principia" revolutionierte unser Verst ndnis der physikalischen Welt und lieferte einen mathematischen Rahmen zur Beschreibung und Vorhersage der Bewegung von Objekten im Universum.

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Der Moment ($p$) wird aus die Träge Masse ($m_i$) und die Geschwindigkeit ($v$) berechnet durch

kyon

Der Moment ($p$) wird aus die Träge Masse ($m_i$) und die Geschwindigkeit ($v$) berechnet durch

kyon

Nach Galileo tendieren K rper dazu, ihren Bewegungszustand beizubehalten, das bedeutet, der Impuls

$\vec{p} = m\vec{v}$

sollte konstant bleiben. Wenn es eine Einwirkung auf das System gibt, die seine Bewegung beeinflusst, wird dies mit einer Ver nderung des Impulses verbunden sein. Die Differenz zwischen dem anf nglichen Impuls $\vec{p}_0$ und dem endg ltigen Impuls $\vec{p}$ kann wie folgt ausgedr ckt werden:

kyon

Um die Bewegung eines Objekts zu beschreiben, m ssen wir der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) berechnen. Diese Gr e wird durch Messung von der Startzeit ($t_0$) und der der Zeit ($t$) dieser Bewegung erhalten. Die Dauer wird bestimmt, indem die Anfangszeit von der Endzeit subtrahiert wird:

kyon

Die Kraft ($F$) wird als die Impulsvariation ($\Delta p$) durch der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) definiert, das durch die Beziehung definiert ist:

kyon

Wenn sich die Träge Masse ($m_i$) ndert, wird der Impuls ver ndert, es sei denn, die Geschwindigkeit variiert umgekehrt. Daher ist es wichtig, die Variation der trägen Masse ($\Delta m_i$) zu ber cksichtigen, berechnet anhand der Differenz zu die Anfangsmasse ($m_0$) wie folgt:

kyon

Beschleunigung entspricht der nderung der Geschwindigkeit pro Zeiteinheit.

Deshalb ist es notwendig, die Geschwindigkeit Unterschied ($\Delta v$) in Abh ngigkeit von die Geschwindigkeit ($v$) und die Anfangsgeschwindigkeit ($v_0$) wie folgt zu definieren:

kyon