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Kraft
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Um den Zustand eines Körpers zu ändern, muss man seinen Impuls ändern.
Die Geschwindigkeit, mit der dies geschieht, wird als Kraft bezeichnet, definiert als die Änderung des Impulses über die Zeit und ist ein Vektor, da auch die Änderung des Impulses ein Vektor ist. Newton hat dies in seinem zweiten Prinzip definiert.
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Mechanismen
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Mechanismen
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Isaac Newton
Beschreibung
Newton war der erste, der die grundlegenden Prinzipien festlegte, auf denen das Verständnis von Bewegung beruht. Sein Werk "Mathematische Prinzipien der Naturphilosophie" fasst im Wesentlichen drei Gesetze zusammen, die es uns ermöglichen, die Bewegung von Körpern zu berechnen.
Der Kern seines Denkens liegt in der Veränderung des Impulses über die Zeit, was er als Kraft bezeichnet. In Abwesenheit einer solchen Kraft bleibt der Impuls konstant, was bei konstanter Masse zu einer unveränderten Geschwindigkeit führt. Zusätzlich entwickelte Newton die Idee, dass Kräfte 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 für die klassische Physik und sind von grundlegender Bedeutung für das Verständnis des Verhaltens von bewegten Objekten.
ID:(636, 0)
Moment
Top
Wenn wir einen Körper mit der Masse $m$ und Geschwindigkeit $v$ betrachten, kann man erkennen, dass es zwei Situationen gibt, in denen es schwieriger ist, seine Bewegung zu ändern:
• seine Masse ist sehr groß (zum Beispiel, wenn man versucht, ein Auto anzuhalten)
• seine Geschwindigkeit ist sehr hoch (zum Beispiel, wenn man versucht, eine Kugel anzuhalten)
Daher wird eine Maßzahl für die Bewegung eingeführt, die den Körper berücksichtigt, nämlich das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit, das als Impuls des Körpers bezeichnet wird.
Es wird wie folgt definiert:
 $$ |
ID:(15477, 0)
Konzept der Kraft
Konzept
Die Kraft ist für die Erzeugung von Bewegung verantwortlich, insbesondere für die Translation. Konzeptuell kann sie als die Geschwindigkeit verstanden werden, mit der einem Körper Impuls hinzugefügt (oder abgezogen) wird.
ID:(1069, 0)
Mittlere Kraft
Top
Um die Verschiebung eines Objekts abzuschätzen, ist es wichtig zu verstehen, wie sich sein Impuls im Laufe der Zeit verändert. Daher wird das Verhältnis zwischen die Impulsvariation ($\Delta p$) und der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) eingeführt, das als die Kraft ($F$) definiert ist.
Um die Messung durchzuführen, kann ein System wie das in der Abbildung gezeigte verwendet werden:
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 Intensität anzeigt.
Die Gleichung, die die durchschnittliche Kraft beschreibt, lautet daher:
| $ F \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta t }$ |
Es sollte beachtet werden, dass die durchschnittliche Kraft eine Schätzung der tatsächlichen 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 Schlüssel:
Die Kraft in einer ausreichend kurzen Zeit zu bestimmen, damit ihre Variation minimal ist.
ID:(15476, 0)
Principia
Beschreibung
Newtons Theorien wurden in seinem Buch "Philosophiæ Naturalis Principia Mathematica" veröffentlicht.
Dieses Buch, allgemein bekannt als "Principia", gilt als eines der wichtigsten Werke in der Geschichte der Wissenschaft. In ihm präsentiert Newton seine Bewegungsgesetze und das Gesetz der universellen Gravitation und legt damit die Grundlagen der klassischen Physik. Das "Principia" revolutionierte unser Verständnis der physikalischen Welt und lieferte einen mathematischen Rahmen zur Beschreibung und Vorhersage der Bewegung von Objekten im Universum.
ID:(11531, 0)
Modell
Top
Parameter
Variablen
Berechnungen
zu 
, dann die Variable auswählen: 
zu 
Berechnungen
Berechnungen
Variable 
Gegeben Berechnen 
Ziel : Gleichung Zu verwenden 
Gleichungen
$ \Delta m_i = m_i - m_0 $
Dm_i = m_i - m_0
$ \Delta p = p - p_0 $
Dp = p - p_0
$ \Delta t \equiv t - t_0 $
Dt = t - t_0
$ \Delta v \equiv v - v_0 $
Dv = v - v_0
$ F \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta t }$
F = Dp / Dt
$ p = m_i v $
p = m_i * v
$ p_0 = m_0 v_0 $
p = m_i * v
ID:(15388, 0)
Moment (1)
Gleichung
Der Moment ($p$) wird aus die Träge Masse ($m_i$) und die Geschwindigkeit ($v$) berechnet durch
| $ p = m_i v $ |
ID:(10283, 1)
Moment (2)
Gleichung
Der Moment ($p$) wird aus die Träge Masse ($m_i$) und die Geschwindigkeit ($v$) berechnet durch
| $ p_0 = m_0 v_0 $ |
| $ p = m_i v $ |
ID:(10283, 2)
Momentum Differenz
Gleichung
Nach Galileo tendieren Körper 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 Veränderung des Impulses verbunden sein. Die Differenz zwischen dem anfänglichen Impuls $\vec{p}_0$ und dem endgültigen Impuls $\vec{p}$ kann wie folgt ausgedrückt werden:
| $ \Delta p = p - p_0 $ |
ID:(3683, 0)
Verstrichenen Zeit
Gleichung
Um die Bewegung eines Objekts zu beschreiben, müssen wir der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) berechnen. Diese Größe 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:
| $ \Delta t \equiv t - t_0 $ |
ID:(4353, 0)
Mittlere Kraft
Gleichung
Die Kraft ($F$) wird als die Impulsvariation ($\Delta p$) durch der Abgelaufene Zeit ($\Delta t$) definiert, das durch die Beziehung definiert ist:
| $ F \equiv\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta t }$ |
ID:(3684, 0)
Konstante Masse
Gleichung
Wenn sich die Träge Masse ($m_i$) ändert, wird der Impuls verändert, es sei denn, die Geschwindigkeit variiert umgekehrt. Daher ist es wichtig, die Variation der trägen Masse ($\Delta m_i$) zu berücksichtigen, berechnet anhand der Differenz zu die Anfangsmasse ($m_0$) wie folgt:
| $ \Delta m_i = m_i - m_0 $ |
ID:(15537, 0)
Geschwindigkeitsänderung
Gleichung
Beschleunigung entspricht der Änderung der Geschwindigkeit pro Zeiteinheit.
Deshalb ist es notwendig, die Geschwindigkeit Unterschied ($\Delta v$) in Abhängigkeit von die Geschwindigkeit ($v$) und die Anfangsgeschwindigkeit ($v_0$) wie folgt zu definieren:
| $ \Delta v \equiv v - v_0 $ |
ID:(4355, 0)