Grundlagen der Mechanik: Wichtige Begriffe und Gesetze der Physik

Kraft: Definition und Wirkung

Kraft: Ist die Fähigkeit, Veränderungen in der Bewegung eines Objekts zu erzeugen oder dessen Form zu verändern.

Fernkräfte: Wirkung ohne Kontakt

Fernkräfte: Kräfte, deren Wirkung ohne direkten Kontakt zwischen den Körpern sichtbar wird.

Hookesches Gesetz: Elastische Verformung

Hookesches Gesetz: Die Verformung eines elastischen Körpers ist direkt proportional zur einwirkenden Kraft.

Skalare Größen: Definition

Skalare Größen: Größen, die durch eine Zahl und eine Einheit definiert sind.

Vektorielle Größen: Merkmale

Vektorielle Größen: Größen, die durch Betrag, Richtung, Orientierung und Angriffspunkt definiert sind (repräsentiert durch einen orientierten Vektor im Raum).

Nettokraft (Resultierende Kraft)

Nettokraft (Resultierende Kraft): Die einmalige, globale Kraft, die der Summe aller auf einen bestimmten Punkt wirkenden Kräfte entspricht.

Gleichgewichtsbedingungen

Gleichgewichtsbedingungen: Ein Körper befindet sich im Gleichgewicht, wenn die Resultierende der auf ihn wirkenden Kräfte Null ist.

Statisches Gleichgewicht: Ruhe

Statisches Gleichgewicht: Eine Situation, in der die auf einen ruhenden Körper wirkenden Kräfte sich gegenseitig aufheben. Der Körper verbleibt unbegrenzt in Ruhe.

Dynamisches Gleichgewicht: Bewegung

Dynamisches Gleichgewicht: Eine Situation, die entsteht, wenn die auf einen sich bewegenden Körper wirkenden Kräfte sich gegenseitig aufheben. Der Körper behält eine gleichförmige geradlinige Bewegung bei, ohne seine Geschwindigkeit zu ändern.

Zustände des Gleichgewichts im Überblick

• Wenn ein Körper in Ruhe ist: Statisches Gleichgewicht.
• Wenn ein Körper in Bewegung ist: Dynamisches Gleichgewicht.

Aristoteles' Ansicht zur Bewegung

Aristoteles (zur Bewegung von Körpern): Es ist notwendig, eine Kraft aufzuwenden, um einen Körper in Bewegung zu halten. Wird die Kraft nicht mehr ausgeübt, kehrt der Körper in den Ruhezustand zurück.

Galileos Prinzipien der Bewegung

Galileo Galilei (zur Bewegung von Körpern): Bewegung ist die Interaktion zwischen Körpern. Kraft wird benötigt, um einen Körper in Bewegung zu setzen, aber nicht, um die Bewegung aufrechtzuerhalten. Es gibt zwei natürliche Zustände: Ruhe und gleichförmige geradlinige Bewegung (MRU).

Freies System im Gleichgewicht

Freies System (im Gleichgewicht): Ein System ist im Gleichgewicht, wenn es „frei“ ist, d.h. die Resultierende der auf das System wirkenden Kräfte gleich Null ist.

Reibung: Definition und Wirkung

Reibung: Die Wechselwirkung zwischen zwei in Kontakt stehenden Oberflächen, die einer Relativbewegung entgegenwirkt.

Newtons 1. Gesetz: Trägheitsgesetz

Das erste Newtonsche Gesetz (Trägheitsgesetz): Jeder Körper behält seinen Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen geradlinigen Bewegung bei, solange keine äußere Kraft auf ihn einwirkt oder die Summe der wirkenden Kräfte Null ist.

Newtons 2. Gesetz: Grundgesetz der Dynamik

Das zweite Newtonsche Gesetz (Grundgesetz der Dynamik): Die Beschleunigung eines Körpers ist direkt proportional zur Summe der auf ihn einwirkenden Kräfte und umgekehrt proportional zu seiner trägen Masse.

Newtons 3. Gesetz: Aktion und Reaktion

Das dritte Newtonsche Gesetz (Prinzip von Aktion und Reaktion): Übt ein Objekt eine Kraft auf ein anderes aus (Aktion), so übt das zweite Objekt eine gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Kraft auf das erste aus (Reaktion). Die beiden Kräfte wirken auf verschiedene Körper und treten gleichzeitig auf.

Kraftstoß (Impuls): Definition

Kraftstoß (Impuls): Die Wirkung einer Kraft über ein sehr kleines Zeitintervall.