Читать книгу Big Ideas. Das Wissenschafts-Buch - Douglas Palmer - Страница 39

Newton experimentierte auf vielen Gebieten, doch über seine Bewegungsexperimente sind keine Aufzeichnungen erhalten. Die drei Bewegungsgesetze wurden aber in vielen Versuchen bestätigt. Newtons erstes Gesetz lautet: »Jeder Körper bleibt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmiggeradlinigen Bewegung, bis eine Kraft diesen Zustand ändert.« Mit anderen Worten: Ein ruhender Körper gerät erst in Bewegung, wenn eine Kraft auf ihn wirkt, und ein bewegter Körper bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit weiter, solange keine Kraft auf ihn wirkt. »Geschwindigkeit« bedeutet hier sowohl die Richtung als auch die Schnelligkeit der Bewegung. Ein Körper ändert also nur dann Tempo und Bewegungsrichtung, wenn eine Kraft auf ihn einwirkt. Entscheidend ist dabei die Gesamtkraft. Auf ein fahrendes Auto wirken viele Kräfte, darunter Reibung und Luftwiderstand sowie die Motorkraft auf die Räder. Wenn die Kräfte in Vorwärtsrichtung von den Bremskräften genau ausgeglichen werden, gibt es keine Gesamtkraft, und das Auto fährt mit konstanter Geschwindigkeit weiter. Nach dem zweiten Newton’schen Gesetz hängt die Beschleunigung (die Änderung der Geschwindigkeit) eines Körpers von der Größe der wirkenden Kraft ab. Es wird oft als F = ma geschrieben (mit der Kraft F, der Masse m und der Beschleunigung a). Je größer die Kraft auf einen Körper ist, desto größer ist die Beschleunigung. Doch die Beschleunigung hängt auch von der Masse ab: Bei einer vorgegebenen Kraft wird ein Körper mit kleiner Masse schneller beschleunigt als einer mit großer Masse.

Raketentriebwerke zeigen das dritte Newton’sche Gesetz in Aktion: Die Rakete stößt einen nach unten gerichteten Strahl aus. Der Strahl übt eine gleich große Kraft in Gegenrichtung aus, die die Rakete nach oben schiebt.

Das dritte Gesetz besagt: »Für jede Aktion gibt es eine gleich große Reaktion in Gegenrichtung.« Das heißt, dass Kräfte immer in Paaren auftreten: Wenn ein Körper eine Kraft auf einen anderen ausübt, dann übt der zweite auch eine gleich große, entgegengesetzt gerichtete Kraft auf den ersten aus. Trotz des Begriffs »Aktion« ist dabei keine Bewegung nötig. Ein Beispiel für das dritte Gesetz ist die Gravitationsanziehung zwischen Körpern: Nicht nur zieht die Erde den Mond an, auch der Mond zieht die Erde mit einer ebenso großen Kraft an.