1. Newtonsches Axiom (Trägheitssatz)

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Newton II

Trägheit Ein Körper, auf den keine Kraft wirkt, verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Bewegung auf geradliniger Bahn.  
In Abwesenheit äußerer Kräfte setzt ein Objekt, das sich in Bewegung befindet diese ewig fort 
Das bedeutet, dass wenn ein Körper in Bewegung ist, braucht man keine Kraft damit er in Bewegung bleibt. Man braucht eine Kraft um seine Geschwindigkeit oder seine Richtung zu ändern.

Ein Hammer, der im All aus einer Raumkapsel geworfen wird, kommt nie zum Stillstand. Auf einem idealen, reibungslosen Eis wird ein Eishockeypuck endlos davon schlittern, ohne sich zu verlangsamen. Ein vollkommenes Auto rollt auf einer vollkommen flachen und ebenen Straße ohne Luftwiderstand zeitlich unbegrenzt dahin.
Unsere Intuition, ausgehend von alltäglichen Beobachtungen, scheint ihm zu widersprechen. Ein Karren bewegt sich, während er geschoben wird, doch entzieht man ihm die bewegende Kraft bleibt er rasch stehen. Um das Trägheitsgesetz aufzustellen, muss, man sich Reibung und Luftwiderstand fortdenken, aber das dafür erforderliche Maß an Abstraktion ist erstaunlich hoch.

Galilei bemerkte – man sagt angeregt durch einen im Dom zu Pisa schaukelnden Kronleuchter-, dass ein Pendel, wenn es nach einer Seite auslenkt und losgelassen wird, auf der anderen Seite fast bis zu seiner Anfangshöhe wieder emporsteigt . Daran ändert sich auch nichts, wenn der Pendelfaden beim Hinüberschwingen durch einen eingeschlagenen Nagel abgeknickt wird. Offenbar ist es also dem Widerstand der Luft und des Fadens, aber nicht der Bahn des Pendelkörpers zuzuschreiben, dass die Anfangshöhe nicht mehr präzise erreicht wird. Wären diese Widerstände nicht vorhanden, würde das schwingende Pendel seine Anfangshöhe exakt erreichen

GEdankenexperiment
Gedankenexperiments: (siehe linkes Bild)
Eine auf der linken Seite herabrollende Kugel steigt - wenn man vom Einfluss der Reibung absieht - auf der rechten Seite wieder bis zur Anfangshöhe empor.
Je geringer die Neigung der  rechten schiefen Ebene gewählt wird, desto kleiner fällt die Verzögerung der aufsteigenden Kugel aus Geht man zur Waagrechten über, so muss sich die Kugel gleichförmig fortbewegen, sofern man die Reibung außer Betracht lässt. 
siehe auch Galileo and Inertia
Bekannt geworden ist es als das 1. Newtonsche Bewegungsgesetz- eigentlich müsste es Galileis Namen tragen

Beispiele

Stell dir einen Ort im All vor ohne Gravitations- oder Reibungseinflüssen. Nimm nun an, dass der Astronaut einen Stein wegschleudert. Der Stein wird
a) Der Stein wird allmählich langsamer. b) in Bewegung bleiben, in derselben Richtung, mit derselben Geschwindigkeit.
 
Max behauptet folgendes: die Trägheit hängt von der Geschwindigkeit des Körpers ab; je schneller, umso größer die Trägheit. Hat er recht?

Ein 4.0-kg schwerer Körper bewegt sich über eine reibungslose Oberfläche mit einer konstanten Geschwindigkeit von 2 m/s. Welche der folgende horizontalen Kräfte ist notwendig , damit der Körper in Bewegung bleibt?
a) 0 N b)0.5 N c) 2.0 N d) 8.0 N e) hängt von der Geschwindigkeit ab. 

Wie groß ist die Trägheit einer 2 kg Masse die sich mit 5m/s bewegt im Vergleich zu einer 1 kg Masse, die sich mit 10m/s bewegt?

Auto

Anna und Max diskutieren folgendes: Kann ein Körper an dem die rechts abgebildeten Kräfte wirken sich bewegen oder nicht? Anna schlägt vor, dass, wenn man Reibung und Luftwiderstand vernachlässigt ( da sie vernachlässigbar klein sind), der Körper sich in horizontaler Richtung fortbewegen kann. Max argumentiert, dass der Körper keine horizontale Bewegung hat, wenn nur vertikale Kräfte wirken. Der Körper muss in Ruhe sein z.B. auf dem Tisch oder auf dem Boden. Max behauptet also wenn die resultierende Kraft Null ist (FGrav= Fnorm) dann bleibt der Körper in Ruhe Bist du damit einverstanden?

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Links

http://id.mind.net/~zona/mstm/physics/mechanics/forces/newton/newtonLaw1.html

Bildbeispiele: leifiphysik

Animationen:

Das Auto und die Mauer 
http://www.physicsclassroom.com/mmedia/newtlaws/cci.html
The motorcyclist
http://www.physicsclassroom.com/mmedia/newtlaws/mb.html
The truck and the ladder
http://www.physicsclassroom.com/mmedia/newtlaws/il.html

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E-Mail: BRG Ried i. I - Physikauswahl Aktualisiert am 04.08.2003