Newtons erstes Gesetz: Was es ist, Beispiele, Übungen

DAS zuerstRechtimNewton, auch bekannt als PrinzipgibtTrägheit, besagt, dass der ganze Körper im Ruhezustand oder in einer geraden und gleichförmigen Bewegung verbleibt, wenn sich die auf ihn einwirkenden Kräfte aufheben. Das Trägheitsgesetz wurde von dem englischen Physiker erfunden Isaac Newton und beruhte auf den Beobachtungen der italienischen Galileo Galilei. Neben dem Grundprinzip der Dynamik und dem Aktions- und Reaktionsgesetz bildet das Trägheitsgesetz die Satz von Gesetzen die der theoretischen Grundlage von Klassische Mechanik.

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Was ist Trägheit?

DAS Trägheit ist eine inhärente Eigenschaft der Materie, d. h. alle Körper, die eine gewisse Menge an Pasta sie haben Trägheit. Das quantitative Maß für Trägheit eines Körpers ist seine Masse, die gemessen werden kann in Kilogramm, beispielsweise. Trägheit bezeichnet die Tendenz eines Körpers, in seinem Bewegungszustand zu verharren, d. h. ein Körper mit viel Trägheit ist einer Änderung seiner Geschwindigkeit stark entgegengesetzt.

Trägheit ist die Eigenschaft eines Körpers, die ihn dazu bringt, sich jedem Agenten zu widersetzen, der versucht, ihn in Bewegung setzen oder, wenn er in Bewegung ist, die Größe oder Richtung seiner Geschwindigkeit. Ein sich bewegender Körper bewegt sich nicht wegen seiner Trägheit, sondern weil keine Kraft vorhanden ist, die ihn verlangsamen, seine Richtung ändern oder beschleunigen kann.

Wir können die Trägheit spüren, wenn wir uns zum Beispiel in einem fahrenden Fahrzeug befinden. Beim Beschleunigen des Fahrzeugs spüren wir, wie unser Körper gegen den Autositz gedrückt wird. Auch wenn das Auto stark gebremst wird, neigen wir dazu, mit konstanter Geschwindigkeit und gerader Linie weiterzufahren. Um die Trägheitswirkung wahrzunehmen, müssen wir uns daher in einem beschleunigten Bezugssystem befinden, nur so ist es möglich, den Gegensatz zur Änderung des Bewegungszustands wahrzunehmen. Schauen Sie sich die Abbildung unten an:

 In den in der Abbildung beschriebenen Situationen kann die Wirkung des Trägheitsprinzips beobachtet werden.
In den in der Abbildung beschriebenen Situationen kann die Wirkung des Trägheitsprinzips beobachtet werden.

Mit einigen Fachausdrücken sagen wir, wenn die Nettokraft auf einen Körper body Null, dieser Körper könnte in sein Ruhe wie bei gleichförmiger geradliniger Bewegung, wie im folgenden Diagramm dargestellt:

Wenn die resultierende Kraft null ist, ist die Geschwindigkeit des Körpers entweder konstant oder null.
Wenn die resultierende Kraft null ist, ist die Geschwindigkeit des Körpers entweder konstant oder null.

Je größer die Trägheit eines Körpers ist, desto größer ist auch die Kraft, die benötigt wird, um seinen Bewegungszustand zu ändern. Trägheit wird durch die Masse in einem Körper gemessen.

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Berechnung der Trägheit

Laut der Newtons 2. Gesetz, lässt sich die Trägheit eines Körpers aus dem Verhältnis zwischen aufgebrachter Kraft und Beschleunigung die durch die Anwendung dieser Kraft erreicht wird.

Die Trägheit misst das Verhältnis zwischen der aufgebrachten Kraft und der erhaltenen Beschleunigung.
Die Trägheit misst das Verhältnis zwischen der aufgebrachten Kraft und der erhaltenen Beschleunigung.

Die obige Liste zeigt uns, dass die Trägheit eines Körpers ist proportional à Stärke was darauf aufgetragen wird und umgekehrtproportional deine Beschleunigungd.h. je größer die Trägheit eines Körpers ist, desto größer ist die Kraft, die benötigt wird, um ihn in seinen aktuellen Bewegungszustand zu versetzen oder aus ihm herauszuholen.

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Beispiele für Trägheit

  • Wenn wir schnell eine Tischdecke von einem Tisch voller Gegenstände ziehen, ist es möglich, sie zu entfernen, ohne sie fallen zu lassen, da diese Gegenstände dazu neigen, ihren Ruhezustand beizubehalten. Denn wenn wir das Handtuch mit hoher Geschwindigkeit ziehen, ist die Reibungskraft zwischen den Gegenständen und dem Handtuch aufgrund des Verhaltens des dynamischen Reibungskoeffizienten vernachlässigbar.
  • Bei einer Kollision eines Autos werden die Insassen des Fahrzeugs nach vorne „geschleudert“, da sie dazu neigen, sich geradeaus fortzubewegen. Eine Möglichkeit, dies zu verhindern, besteht darin, eine Kraft aufzubringen, die dieser Bewegung entgegenwirkt, weshalb die Verwendung von Sicherheitsgurten obligatorisch ist.
  • Wenn wir uns mehrmals drehen, wird uns schwindlig, weil sich die Flüssigkeit im Ohr aufgrund ihrer Trägheit ständig dreht.
  • Die g-Zahl, die in Luftfahrtanwendungen verwendet wird, ist eigentlich die Trägheit, die Flugzeugpiloten bei scharfen Kurven oder bei hoher Geschwindigkeit spüren.
Kampfpiloten müssen oft trainiert werden, um ihrer eigenen Trägheit während des Fluges standzuhalten.
Kampfpiloten müssen oft trainiert werden, um ihrer eigenen Trägheit während des Fluges standzuhalten.

Übungen zum ersten Newtonschen Gesetz

Frage 1) Kopfstützen sind heute in den meisten Fahrzeugen vorhanden, da es eine große Es besteht die Gefahr, dass sich Insassen eines Fahrzeugs bei einem Heckaufprall das Genick brechen. Wagen. Das physikalische Prinzip, das die Notwendigkeit von Kopfstützen erklären kann, ist (a):

a) Newtons erstes Gesetz.

b) Zweites Newtonsches Gesetz.

c) Gesetz von Aktion und Reaktion.

d) Auftriebssatz.

e) Kräftegleichgewicht.

Vorlage: Buchstabe a

Auflösung: Kopfstützen sind notwendig, weil die Köpfe der Insassen zum Beispiel bei Auffahrunfällen dazu neigen, ruhig zu bleiben.

Frage 2) Die meisten Waschmaschinen haben eine Zentrifugalfunktion, die zum teilweisen Trocknen von Kleidung verwendet wird. das physikalische Prinzip, das erklärt KORREKT der Ablauf des Zentrifugationsverfahrens ist (a):

a) Zentrifugalkraft.

b) Trägheitsprinzip.

c) Drehung.

d) Übersetzung.

e) Drehmoment.

Vorlage: Buchstabe b

Auflösung: Beim Zentrifugieren wird die in den Waschmaschinen enthaltene Flüssigkeit aufgrund ihrer Trägheit ausgestoßen, da z seine Drehbewegung beibehält, wirkt auf die Flüssigkeit eine Zentripetalkraft in Richtung Maschinenmitte, so dass die Trägheit der Flüssigkeit dem entgegenwirkt Stärke.

Frage 3) In Cartoons sieht man häufig Szenen, in denen ein großer Amboss losgelassen wird, der die Böden mehrerer Stockwerke zerstört, bis er den Boden erreicht. Obwohl übertrieben, ähnelt das Verhalten der Angelegenheit dem, was wir in Cartoons sehen. Die physikalische Erklärung für dieses Verhalten wird gegeben durch:

a) Trägheitsgesetz, das besagt, dass sich bewegende Körper dazu neigen, in Bewegung zu bleiben.

b) Gesetz von Aktion und Reaktion, das besagt, dass die Kraft, die der Amboss auf den Boden ausübt, gleich der Kraft ist, die der Boden auf den Amboss ausübt.

c) Gravitationsgesetz, das erklärt, dass der Amboss nur unter der Wirkung der Erdbeschleunigung fällt.

d) Gesetz der Erhaltung der Energiemenge, das besagt, dass die gesamte anfängliche mechanische Energie konstant gehalten wird.

e) Coulombsches Gesetz, das besagt, dass die elektrische Anziehungskraft für die Beschleunigung des Amboss in Richtung Boden verantwortlich ist.

Vorlage: Buchstabe A. Was das unaufhörliche Fallen des Amboss erklärt, ist Newtons erstes Gesetz. Nach diesem Gesetz, das auch als Trägheitsgesetz bekannt ist, macht die Masse des Amboss seine Tendenz, sich weiter zu bewegen, sehr groß.

Von Rafael Hellerbrock
Physik Lehrer

Möchten Sie in einer schulischen oder wissenschaftlichen Arbeit auf diesen Text verweisen? Aussehen:

HELERBROCK, Rafael. "Newtons erstes Gesetz"; Brasilien Schule. Verfügbar in: https://brasilescola.uol.com.br/fisica/primeira-lei-newton.htm. Zugriff am 27. Juni 2021.

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