Sir Isaac Newton hat nicht nur herausgefunden, wie man Umlaufbahnen berechnet. Er gab uns das Regelwerk für das Verhalten physischer Objekte. Diese Regeln sind oberflächlich betrachtet einfach, aber sie halten die ganze Welt aufrecht. Sie sehen sie jedes Mal, wenn Sie Auto fahren. Sie spüren sie, wenn Sie von einem Bordstein springen. Die Physik hinter dieser Wechselwirkung ist das, was wir Newtons Bewegungsgesetze nennen. Sie definieren den Zusammenhang zwischen Kraft und Bewegung.
Warum Objekte weiterhin das tun, was sie tun
Das erste Gesetz wird oft als Trägheitsgesetz bezeichnet. Es klingt kompliziert. Das ist es nicht. Es heißt lediglich, dass ein Objekt weiterhin das tun wird, was es bereits tut, es sei denn, etwas zwingt es zu einer Änderung. Wenn ein Stein auf dem Boden liegt. Es bleibt dort. Für immer. Es sei denn, Sie drängen darauf. Wenn ein Hockey-Puck über das Eis rutscht. Es rutscht weiter. Es sei denn, Reibung oder ein Stock stoppen es.
Dies funktioniert nur in einem bestimmten Referenzrahmen. Normalerweise. Dieser Rahmen ist die Erde. Wir gehen davon aus, dass der Boden ruhig ist. Wir berücksichtigen nicht immer, dass sich der Planet dreht. Aber für alltägliche Probleme. Es ist nah genug. Trägheit ist der Widerstand gegen Bewegungsänderungen. Deshalb schlingern Sie nach vorne, wenn ein Bus stark bremst. Ihr Körper möchte mit der gleichen Geschwindigkeit weitermachen. Der Bus hält. Ihr Sicherheitsgurt übt eine Kraft aus. Du hörst auf. Das Gesetz erklärt warum.
Die Mathematik von Kraft und Beschleunigung
Im zweiten Hauptsatz wird die Mathematik real. Es verbindet drei Dinge. Gewalt. Massenbeschleunigung. Die Formel ist berühmt.
F = Masse
Kraft ist gleich Masse mal Beschleunigung.
Diese Gleichung sagt Ihnen genau, wie stark Sie etwas antreiben müssen, damit es schneller oder langsamer wird. Es zeigt auch, warum schwere Dinge schwer zu bewegen sind. Ein LKW hat mehr Masse als ein Fahrrad. Damit der LKW mit der gleichen Geschwindigkeit beschleunigt wie das Fahrrad. Du brauchst viel mehr Kraft.
Beschleunigung bedeutet nicht nur schnelles Fahren. Es ändert sich die Geschwindigkeit. Oder die Richtung ändern. Wenn Sie mit konstanter Geschwindigkeit im Kreis fahren. Du beschleunigst immer noch. Weil sich Ihre Richtung ändert. Die zum Drehen des Fahrzeugs erforderliche Kraft entsteht durch die Reibung der Reifen auf der Straße. Keine Reibung. Keine Wende. Sie rutschen einfach in einer geraden Linie ab. Das zweite Gesetz quantifiziert diese Anforderung.
Die Realität der Interaktion
Das dritte Gesetz ist das Aktions-Reaktionsgesetz. Es wird oft missverstanden. Die Leute denken, dass sich die Kräfte aufheben. Das tun sie nicht. Sie wirken auf verschiedene Objekte.
Das Gesetz schreibt das für jede Handlung vor. Es gibt eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion. Zwei wechselwirkende Körper üben Kräfte aufeinander aus. Diese Kräfte sind gleich groß. Entgegengesetzte Richtung.
Denken Sie ans Gehen. Du drückst dich rückwärts auf den Boden. Der Boden drückt dich vorwärts. Dieser Vorwärtsdrang ist es, der Sie bewegt. Mit einer Rakete ist es genauso. Der Motor drückt Gas nach hinten raus. Das Gas treibt die Rakete nach vorne. Die Kräfte sind gleich. Die Ergebnisse hängen von der Masse ab. Das Gas hat eine sehr geringe Masse. Es schießt schnell heraus. Die Rakete hat eine enorme Masse. Es bewegt sich langsamer. Aber die Kraft ist dieselbe.
Diese Gesetze sind nicht nur Lehrbuchdefinitionen. Sie sind die Grundlage des Ingenieurwesens. Brücken. Autos. Flugzeuge. Alle verlassen sich auf diese Prinzipien. Ohne sie. Wir würden nicht wissen, wie man etwas baut, das sich bewegt oder stillsteht. Das Universum folgt diesen Regeln. Stets
