Theoretische Physik: Mechanik - Skriptum zur Vorlesung - Laserphysik
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<strong>Theoretische</strong> <strong>Physik</strong>: <strong>Mechanik</strong> WS 02/03, H.-J. Kull 44<br />
entdeckt. Dies widersprach der jahrhundertealten Vorstellung, daß Bewegung von<br />
selbst <strong>zur</strong> Ruhe kommt. Bei Newton bekommt das Trägheitsgesetz eine universelle<br />
Bedeutung.<br />
Das Trägheitsgesetz gilt nur in ausgezeichneten Bezugssystemen, nämlich den<br />
Inertialsystemen. Man kann es daher auch als eine Definition der Bezugssysteme<br />
ansehen, in denen die Newtonschen Gesetze gelten. Damit bekommt es eine vom<br />
zweiten Newtonschen Gesetz unabhängige Bedeutung.<br />
Zweites Gesetz:<br />
Die Änderung der Bewegung ist der Einwirkung der bewegenden Kraft proportional<br />
und geschieht nach der Richtung derjenigen geraden Linie, nach welcher jene Kraft<br />
wirkt.<br />
dp<br />
dt<br />
= F (4.2)<br />
Mit Änderung der Bewegung ist nach heutiger Ausdrucksweise Änderung des Impulses<br />
gemeint. Die Kraft ist eine gerichtete Größe, also ein Vektor. Sie ändert im<br />
allgemeinen Betrag und Richtung des Impulses. Bei konstanter Masse gilt das Beschleunigungsgesetz<br />
m d2r = F . (4.3)<br />
dt2 Die Beschleunigung ist also umgekehrt proportional <strong>zur</strong> Masse.<br />
Die Kraft hängt von der Wechselwirkung ab. Neben den Bewegungsgesetzen wurde<br />
von Newton auch das Gesetz für die Gravitationskraft eingeführt. Das Newtonsche<br />
Gravitationsgesetz führt alle Schwerkräfte auf eine Anziehungskraft zwischen Massen<br />
<strong>zur</strong>ück. Die Kraft, die von einer Masse m2 am Ort r2 auf eine Masse m1 am Ort<br />
r1 ausgeübt wird ist,<br />
F 12 = −γ m1m2<br />
r 2 12<br />
r1 − r2<br />
r12<br />
. (4.4)<br />
Hierbei ist r12 = r1 − r2 der Abstand der Massenpunkte und γ die Gravitationskonstante.<br />
In der Elektrostatik gilt für die Kraftwirkung zwischen zwei Ladungen q1 und q2 das<br />
analoge Coulombgesetz,<br />
F 12 = k q1q2<br />
r 2 12<br />
r1 − r2<br />
r12<br />
. (4.5)<br />
Gleichnamige Ladungen (q1q2 > 0) stoßen sich ab, ungleichnamige (q1q2 < 0) ziehen<br />
sich an. Die Proportionalitätskonstante k ist vom Maßsystem abhängig. Im Gaußsystem<br />
gilt k = 1.