Newton berechnen?

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3 Antworten

Du kannst mit dieser Formel alle drei werte berechnen, wenn du jeweils die anderen beiden hast. Dazu musst du die Formel nur umstellen.

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Als Goldene Regel der Mechanik würde ich persönlich eigentlich eher das Wechselwirkungsprinzip (actio et reactio: übt ein Körper auf einen anderen Körper wie eine Kraft aus, so übt sie auch auf eine Kraft aus, die entgegengesetzt und gleich groß ist) bezeichnen, oder auch das Trägheitsprinzip (ein Körper verharrt im Zustand wer Ruhe oder der gleichförmig geradlinige Bewegung, solange keine Kraft in dazu veranlasst seinen Bewegungszustand zu ändern).

Der Begriff der Energie war den ersten Proponenten der klassischen Mechanik noch nicht vertraut.

Nun, die Kraft kann gegeben sein, sie kann aber auch erst noch aus anderen Größen errechnet werden müssen, z. B. aus Masse und Fallbeschleunigung. Das hängt vom Einzelfall ab.

Auf jeden Fall gilt »Energie (bzw. Arbeit) gleich Kraft mal Weg«,

(1) W = F•s

in dieser Form nur in Spezialfällen. Ist die Kraft beispielsweise nicht konstant, so muss man sich den Weg in sehr kleine Stücke ds_i aufteilen, auf denen die Kraft nahezu konstant ist, und dann ist

(2) dW = F_i•ds_i => W = Σ_i Fi•ds_i.

Wenn man die Wegabschnitte gegen 0 gehen lässt (bzw. deren Anzahl gegen Unendlich geht), spricht man von einem Integral.

Die Formel (2) gilt freilich nur für die Wegstrecke, die parallel zur Kraft verläuft. Eigentlich muss berücksichtigt werden, dass Kraft eine Vektorgröße ist, eine Größe mit Richtung. Darauf komme ich in einem 2.Teil zurück.

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Ein gutes Beispiel dafür ist die Lageenergie

Diese lässt sich mit

E=m*g*h

berechnen.

M ist die Masse, g die Erdbeschleunigung und h die Höhe.
Weil eine Kraft mathematisch als Produkt aus Masse und Beschleunigung definiert ist, kannst du m*g auch als F schreiben.
Eine Höhe ist auch eine Strecke, also ist die Lageenergie mit deiner Formel vereinbar.

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