Alfred Böge Technische Mechanik - PP99

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4.4 Dynamik der geradlinigen Bewegung (Translation)
4.4.1 Das Trägheitsgesetz (Beharrungsgesetz), erstes Newton’sches Axiom
Nach den Gesetzen des freien Falls und der Bewegung
der Körper auf der schiefen Ebene fand
Galilei das Trägheits- oder Beharrungsgesetz, das
später von Newton formuliert wurde:
Jeder Körper beharrt im Zustand der Ruhe
(v ¼ 0) oder der gleichförmigen geradlinigen
Bewegung (v ¼ konstant), solange keine resultierende
Kraft auf ihn einwirkt.
Diese Körpereigenschaft heißt Trägheit oder
Beharrungsvermögen.
Galilei leitete das Trägheitsgesetz gedanklich von
seinen Erkenntnissen bei den Bewegungsvorgängen
auf der schiefen Ebene ab:
Aus der Höhe h rollt der Körper K von A nach O
reibungsfrei herab. Bei O angekommen, hat er eine
bestimmte Geschwindigkeit (v ¼ ffiffiffiffiffiffiffi p
2gh).
Leitet
man den Körper von O aus auf die verschieden geneigten
Bahnen OB oder OC, so wird er wieder
genau bis zur Höheh emporsteigen.
Bleibt der Körper jedoch auf der horizontalen
Bahn OD, wirkt jetzt keine zur Bahn parallele
Komponente der Gewichtskraft auf ihn. Dann ist
SF ¼ 0, d. h. die Gewichtskraft FG ist gleich der
Stützkraft FN (Normalkraft). Wegen SF ¼ 0 und
damit Fres ¼ 0 muss der Körper mit konstanter
Geschwindigkeit v auf seiner horizontalen Bahn
geradlinig in Bewegung bleiben.
Galileo Galilei, ital. Mathematiker und
Physiker, 1564 –1642.
Isaac Newton, engl. Physiker, Begründer der
Mechanik, 1642–1726
Beachte:
Auch die Umkehrung gilt:
Wirkt keine resultierende Kraft, dann ist auch
v ¼ 0 oder v ¼ konstant.
Ruhezustand und gleichförmig geradlinige
Bewegung sind gleichwertig. In beiden Fällen
wirkt keine resultierende Kraft (Betonung
auf „resultierende“ Kraft).
Trägheitsgesetz
4 Dynamik
Beachte: Ist die Summe aller Kräfte gleich
null (SF ¼ 0), dann heißt das auch, dass keine
resultierende Kraftwirkung vorhanden ist,
also Fres ¼ 0.