Das Galileische Prinzip?

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2 Antworten

Der Terminus »Galilei'sches Prinzip« ist mehrdeutig. Es könnte zum einen Galilei Trägheitsprinzip, zum anderen aber auch sein Relativitätsprinzip gemeint sein.

Das Trägheitsprinzip besagt, dass ein Körper so lange einen konstanten Bewegungszustand (Ruhe bzw. geradlinig - gleichförmige Bewegung), also eine konstante Geschwindigkeit |v>, beibehält, so lange nicht eine Kraft |F> (Geschwindigkeiten und Kräfte sind gerichtete Größen, sog. Vektorgrößen) diesen Zustand ändert.

Zuvor waren die meisten Physiker davon ausgegangen, dass Kraft erforderlich sein, um eine Bewegung überhaupt aufrechtzuerhalten. Diese Auffassung konnte allerdings nicht einmal einen Steinwurf richtig erklären.

Das Trägheitsprinzip wurde von Isaac Newton zu

|F> = m·|a> = m·d|v>/dt

präzisiert, wobei m die Masse des Körpers und |a> die Beschleunigung ist.

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Ruhe oder Bewegung sind aber ohnehin relativ, um sinnvoll von Ruhe oder Bewegung zu sprechen, bedarf es eines Bezugssystems, nennen wir es K. Bewegt sich ein anderes Koordinatensystem K' mit |v> relativ zu K, so gelten aber in beiden dieselben Naturgesetze, sodass man ebenso gut K' als ruhend und K als mit -|v> bewegt betrachten kann. Das ist die Kernaussage von Galileis Relativitätsprinzip.

Dieses Prinzip liefert auch die Erklärung dafür, dass man z.B. von der Bewegung der Erde nichts merkt. Es schlug den Anhängern des geozentrischen Weltbilds ein wichtiges physikalisches Argument aus der Hand.

Das RP setzt übrigens das Trägheitsprinzip voraus, denn ohne dieses wäre Stillstand ja klar definiert.

Das Prinzip liefert die Grundlage für die Galilei - Transformation

Δ|x'> = Δ|x> – |v>Δt.

Später wurde klar, dass die Galilei Transformation wichtige Naturgesetze nicht invariant lässt, nämlich die Gesetze der Elektrodynamik. Dass auch diese Gesetze dem Relativitätsprinzip unterliegen, dem wurde schließlich mit Einsteins Relativitätstheorie Rechnung getragen.

Gelegentlich liest man, dass Relativitätsprinzip von Galilei habe mit der Relativitätstheorie von Einstein nichts zu tun aber das ist Nonsens, denn, wie gesagt, stellt Einsteins Theorie ja nichts anderes als die konsequente Anwendung des Relativitätsprinzip von Galilei auf die Elektrodynamik dar.

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