Newtons erstes Gesetz
Teil des Abschnitts Mechanik der Physics-Journey von Coddy. Lektion 8 von 94.
Newtons erstes Gesetz: Ein Körper bleibt in Ruhe oder bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit geradlinig weiter, solange keine resultierende Kraft auf ihn wirkt. Diese Tendenz, seinen Bewegungszustand beizubehalten, nennt man Trägheit.
„Resultierende Kraft“ ist die Summe aller Kräfte, die auf den Körper wirken. Wenn sich die Kräfte aufheben, ist die resultierende Kraft null und die Bewegung ändert sich nicht. Der Körper befindet sich im Gleichgewicht:
ΣF = 0
Im Ruhezustand: Die beiden Kräfte heben sich auf, sodass die resultierende Kraft null ist.
Die Gewichtskraft eines Objekts der Masse m beträgt mg, wobei g = 9.8 N/kg gilt: Jedes Kilogramm wiegt 9.8 N. Eine Lampe mit einer Masse von 2 kg hängt in Ruhe, daher zieht ihr Kabel mit derselben Größe nach oben wie ihre Gewichtskraft: T = 2 · 9.8 = 19.6 N.
Auf einen Puck, der mit konstanter Geschwindigkeit von 3 m/s über das Eis gleitet, wirkt ebenfalls eine resultierende Kraft von null: Es ist keine Kraft nötig, um ihn in Bewegung zu halten.
An der Tafel. Eine Physikaufgabe läuft immer gleich ab: Lege die Achsen fest, zeichne die Kräfte ein und schreibe dann die Summe der Kräfte entlang jeder Achse in Symbolen auf, etwa ΣFy = T − mg = 0. Setze erst dann die Zahlen ein und löse die Gleichung; die Antwort enthält ihre Einheit in Klammern, etwa T = 29.4 [N].
Aufgabe
Ein 3 kg-Schild hängt ruhend an einer einzelnen Kette. Bestimme die Spannung T in der Kette.
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Alle Lektionen in Mechanik
1Vektoren und Newtons Gesetze
Rechtwinklige DreieckeWas ist ein Vektor?Vektoren addierenAchsen und RichtungenVektorkomponentenKräfte um uns herumReibung und SpannungNewtons erstes GesetzNewtons zweites GesetzNewtons drittes GesetzRückblick – Resultierende Kraft4Kinematik in 1D
Ort und VerschiebungGeschwindigkeitBeschleunigungBewegungsdiagrammeBewegungsgleichungenRückblick – bremsendes Auto2Reibung
Was ist Reibung?HaftreibungGleitreibungReibung und Newtons GesetzeRückblick – Gleitende Kiste5Senkrechte Bewegung
Freier FallSenkrechter Wurf nach obenFlugzeitWiederholung – fallengelassener Ball8Projekt: Lieferdrohne
MissionsbesprechungSchub zum AbhebenAufstieg zur FlughöheReiseflug und BremsenPaketabwurf11Elastische Energie
Elastische potenzielle EnergieFederwerferEnergie mit FedernZusammenfassung – Federwerfer14Kreisbewegung
Gleichförmige KreisbewegungZentripetalbeschleunigungHorizontale KreisbewegungenVertikale KreisbewegungenLoopingZusammenfassung – Auto in einer Kurve17Abschließende Herausforderungen
Wiederholung – Stunt-RampeWiederholung – CrashtestWiederholung – Raumsonde3Schiefe Ebenen
Kräfte auf einer schiefen EbeneGewichtskraftkomponentenReibungsfreie schiefe EbeneSchiefe Ebene mit ReibungRutscht es?Wiederholung – Rampen-Challenge6Wurfbewegung
Unabhängige AchsenWaagerechter AbschussAbschuss unter einem WinkelWurfweite und maximale HöheWiederholung – Triff das Ziel9Arbeit und Energie
ArbeitKinetische EnergieArbeit-Energie-TheoremGravitationsenergieEnergieerhaltungLeistungWiederholung – Achterbahn