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Bewegung: Die Gesetze der Bewegung und Relativitätstheorie

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Die Beziehung zwischen Kraft und Bewegung wurde von Sir Isaac Newton in seinen drei Bewegungsgesetzen ausgedrückt: (1) Ein ruhender Körper neigt dazu, in Ruhe zu bleiben, oder ein bewegter Körper neigt dazu, mit konstanter Geschwindigkeit in einer geraden Linie in Bewegung zu bleiben, es sei denn, er wird von einer äußeren Kraft beaufschlagt, dh wenn die Nettokraft Null ist, ist die Beschleunigung Null; (2) die Beschleunigung a einer Masse m durch eine unausgeglichene Kraft F ist direkt proportional zur Kraft und umgekehrt proportional zur Masse oder a = F / m; (3) Für jede Aktion gibt es eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion. Das dritte Gesetz impliziert, dass der Gesamtimpuls eines Systems von Körpern, auf die keine äußere Kraft einwirkt, konstant bleibt (siehe Erhaltungsgesetze in der Physik). Newtons Bewegungsgesetze bilden zusammen mit seinem Gravitationsgesetz eine zufriedenstellende Grundlage für die Erklärung der Bewegung alltäglicher makroskopischer Objekte unter Alltagsbedingungen. Wenn sie jedoch auf extrem hohe Geschwindigkeiten oder extrem kleine Objekte angewendet werden, brechen Newtons Gesetze zusammen.

Bewegung mit annähernd Lichtgeschwindigkeit muss durch die Relativitätstheorie beschrieben werden. Die aus der Relativitätstheorie abgeleiteten Gleichungen reduzieren sich auf Newtons, wenn die Geschwindigkeit des beschriebenen Objekts im Vergleich zu der des Lichts sehr gering ist. Wenn die Bewegungen extrem kleiner Objekte (Atome und Elementarteilchen) beschrieben werden, müssen die wellenartigen Eigenschaften der Materie berücksichtigt werden (siehe Quantentheorie). Die Relativitätstheorie löst auch die Frage der absoluten Bewegung. Wenn man von einem Objekt als in Bewegung spricht, bezieht sich diese Bewegung normalerweise auf ein anderes Objekt, das als in Ruhe betrachtet wird. Obwohl eine Person, die in einem Auto sitzt, in Bezug auf das Auto ruht, sowohl in Bezug auf die Erde als auch in Bezug auf die Sonne und das Zentrum der Galaxie. Alle diese Bewegungen sind relativ.

Es wurde einmal angenommen, dass es ein lichttragendes Medium gab, bekannt als der leuchtende Äther, der sich in einem Zustand absoluter Ruhe befand. Jedes Objekt, das sich in Bezug auf diesen hypothetischen Bezugsrahmen bewegt, wäre in absoluter Bewegung. Die Relativitätstheorie zeigte jedoch, dass kein solches Medium notwendig war und dass alle Bewegungen als relativ behandelt werden konnten.

  • Einleitung
  • Bewegungsarten
  • Die Gesetze der Bewegung und Relativität
  • Bibliographie

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