Ist das Newton'sche Kraftgesetz allgemeingültig oder gibt es Grenzen für seine Gültigkeit?

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Es kommt darauf an, was Du mit dem „Newton'schen Kraftgesetz“ meinst. Es gibt Newtons Wechselwirkungsprinzip. Übt ein Körper B₁ auf einen anderen Körper B₂ die Kraft |F›₁₂ aus, so übt B₂ auf B₁ die Kraft

(1) |F›₂₁ = –|F›₁₂

aus. Deshalb kann man sich auch nicht am eigenen Zopf aus dem Sumpf ziehen, deshalb funktioniert Jim Knopfs und Lukas' Perpetuummobil nicht, und (1) ist in der Tat allgemeingültig.

Meinst Du die Newton'sche Gleichung

(2) |F› = m·|a›,

wobei |F› die - resultierende - Kraft auf einen Körper der Masse m und |a› die Beschleunigung ist, so ist diese nur im Newton-Limes gültig, d.h., wenn die Beträge der vorkommenden Relativgeschwindigkeiten klein im Vergleich zu c sind.

Außerhalb des Newton-Limes funktioniert das nicht mehr, weil Energie, auch die kinetische, zur Trägheit eines Körpers beiträgt.

Früher sprach man von der „Ruhemasse m₀“ und der „relativistischen Masse m=m₀γ“ mit dem Lorentz-Faktor

(3) |F› = d|p›/dt = m·d|v›/dt + |v›·dm/dt = m·|a› + |v›·dm/dt

schreiben müsste und die Kraft u.U. nicht mehr dieselbe Richtung hätte wie die Beschleunigung - nämlich wenn sie eine Seitwärtskomponente hat.

Es ist allgemeingültig... man schreibt es dann jedoch in der differentiellen Form:

aus F = m * a

wird dann

dF = dm * a + m * da

d.h.: eine Kraftänderung (dF) ist abhängig aus der Summe

einer Masseänderung (dm) bei const Beschleunigung a und

einer Beschleunigungsänderung (da) bei const Masse.

Diese Gleichung kann man noch durch die Zeiteinheit (dt) dividieren und erhält dann

dF/dt = dm/dt * a + da/dt * m.

Oft sucht man aber auch die Beschleunigung: a= F/m

Hier kann wiederum F eine Variable sein (z.B. beschleunigendes Fahrzeug) oder m kann variabel sein, z.B. veränderliche Masse einer Rakete. a ist dann nicht konstant sondern eine Fuktion von F und m.

SlowPhil  25.06.2017, 23:15

Wenn schon, dann

F = dp/dt = m·dv/dt + v·dm/dt = m·a + v·dm/dt.

Die Redeweise von der veränderlichen Masse und die Verwendung  der Koordinatenzeit t als Zeitvariabler ist aber subobtimal und wird daher nicht mehr verwendet.

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Das "F=m⋅a", das man in der Schule lernt, stößt in zwei Fällen an seine Grenzen: Bei veränderlicher Masse m (wie sie z.B. Raketen haben) und beim Erreichen relativistischer Geschwindigkeiten.

Was in beiden Fällen weiterhin funktioniert, ist die Definition "F=dp/dt". Kraft ist die zeitliche Änderung des Impulses. So formuliert ist es allgemein gültig.

Woher ich das weiß:Studium / Ausbildung – Abschluss als Diplom-Physiker

Es kommt darauf an was du meinst , Gesetze im ursprünglichen Sinne sind sie nicht da sie auf induktiven Schlüssen beruhen also unter Umständen falsch sein können da sie nicht dem reinen Denken entspringen sondern Vor-aussetzungen bedürfen,  für die unseren Sinnen zugängliche Welt sind sie meist stimmig allerdings nicht allgemeingültig in der ontologischen Welt.