Physik

Prof. Dr. Manfred Koch

Folienset #3b / Newtonsche Dynamik I /Axiome

Anwendung des TrägheitsgesetzesAnwendung des Trägheitsgesetzes

Anwendung des TrägheitsgesetzesAnwendung des Trägheitsgesetzes

Crashtest: Momentaufnahmen, aufgenom-men im Abstand von 40ms

Äquivalenz schwerer Masse und träger Masse

Unter dem Einfluss des Feldes erfährt ein Körper der Masse m eine Beschleunigung a. Die Ursache dieser Beschleunigung ist die Gravitationskraft F. Die in der Gleichung F = m · a vorkommende Masse m wird als träge Masse bezeichnet. Die Kraft F in der Gleichung F = m · a heißt Newtonsche Kraft oder beschleunigende Kraft.

Obwohl für beide Formeln, F = m · g und F = m · a das gleiche Symbol m verwendet wurde, handelt es sich um unterschiedliche Massen.Bezeichnet ms die schwere Masse und ma die träge Masse, so erhält man

zwei Gleichungen

•                •               

Die Kraft F hat in beiden Gleichungen denselben Wert, da die Gravitationskraft die beschleunigende Kraft ist, hieraus

folgt                                 , und hieraus                        Wenn also ms ungleich ma ist, so unterscheiden sich g und a.

Die Beschleunigungen g und a können physikalisch gemessen werden. In der Schulphysik misst man die schwere Masse ms zum Beispiel mit einer

Federwaage, die träge Masse ma mit einer Magnetschwebebahn.

Das Experiment zeigt mit großer Genauigkeit, dass ms = ma sein muss.

Diese Gleichheit von träger und schwerer Masse war bereits Newton bekannt. Er hielt sie allerdings für eine zufällige Übereinstimmung. Anders in der Einsteinschen Theorie, hier wird diese Gleichheit zu einem Axiom, ohne die Gleichheit von träger und schwerer Masse ist die Allgemeine Relativitätstheorie falsch. Der Nachweis für die Gültigkeit dieser Beziehung erfolgt experimentell.

Folgerungen aus dem Reaktionsprinzip

Der Magdeburger Halbkugelversuch von Otto von Guericke (1602-1686)

Der starke Mann (die mittelalterlicher Folter)

Actio = Reactio / Kräftegleichgewicht