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2.1 Erstes Newton'sches Axiom: Das Trägheitsgesetz

Galilei und Newton fanden heraus, dass das grundlegende Verhalten eines Körpers nicht darin besteht zur Ruhe zu kommen, sondern einen einmal eingenommenen Bewegungszustand (Ruhe oder gleichförmige Bewegung) beizubehalten.
Konkreter heißt das:

Ohne „äußeren Einfluss” keine Änderung

Die Eigenschaft eines Körpers, sich der Veränderung seines aktuellen Bewegungszustandes zu widersetzen, wird in der Physik als Trägheit des Körpers bezeichnet.

Die Trägheit eines Körpers nimmt mit zunehmender Masse auch zu. Je kürzer die Zeit, in der der Körper zu einer Veränderung seines Bewegungszustandes gezwungen wird, desto größer die Trägheit.

Beispiel:
Man nehme einen schweren Boxsack und einen leichten Boxsack. Dann schlägt man gegen beide Boxsäcke. Es ist erkennbar, dass der Boxsack mit der größeren Masse eine größere Trägheit besitzt.
Danach schiebt man beide Boxsäcke von sich weg. Hier ist erkennbar, dass die Trägheit generell geringer ist.
Dies kann man auch bei anderen Körpern beobachten. Beispielsweise bei einem Medizinball und einem Fußball. Wichtig ist lediglich, dass beide Körper eine unterschiedliche Masse besitzen.

Exkurs zu Inertialsystemen:
Man unterscheidet Bezugssysteme in solche, in denen „frei” bewegliche Körper dem Trägheitsgesetz folgen und in jene, in denen „frei” bewegliche Körper dem Trägheitsgesetz nicht folgen. Als Inertialsystem bezeichnet man ein Bezugssystem, das dem Trägheitsgesetz folgt. Damit sind beschleunigte Bezugssysteme keine Inertialsysteme.

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Aufgaben:

1.)
An der Ober- und Unterseite eines Körpers ist jeweils eine Schnur befestigt. Mit der Oberen wird er aufgehängt und die Untere hältst du in der Hand.
Was geschieht, wenn du langsam immer stärker an der Schnur ziehst?

• (1)-Die obere Schnur reißt
• (2)-Die untere Schnur reißt
• (3)-Beide Schnüre reißen

Tipp Nr.1:
Berücksichtige die Trägheit des Körpers.

Tipp Nr.2:
Es reißt nur eine Schnur.

Lösung:
Die obere Schnur reißt, denn die Trägheit des Körpers spielt durch die langsame Zunahme der Kraft keine große Rolle.

Lösung:

2.)
Der Versuchsaufbau ist wie in Aufgabe Nr.1.
Was geschieht, wenn du ruckartig an der Schnur ziehst?

• (1)-Die obere Schnur reißt
• (2)-Die untere Schnur reißt
• (3)-Beide Schnüre reißen

Tipp Nr.1:
Berücksichtige die Trägheit des Körpers.

Tipp Nr.2:
Es reißt nur eine Schnur.

Lösung:
Die untere Schnur reißt, denn es ist das Bestreben des Körper nach dem Prinzip der Trägheit seine momentane Geschwindigkeit (hier die Ruhe) nicht zu ändern.

Lösung:

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