Isaac Newton und die Gesetze der Bewegung

Isaac Newton: Leben und Werk

Isaac Newton wurde im Jahre 1642 geboren, in dem Jahr, in dem auch Galileo starb. Er verbrachte fast alle seine kreativen Jahre an der University of Cambridge in England, zuerst als Student, dann als hoch angesehener Lehrer. Er hat nie geheiratet, und seine Persönlichkeit gibt Gelehrten heute noch Rätsel auf: Er war reserviert, manchmal kryptisch und in persönliche Streitereien mit anderen Gelehrten verwickelt. Er widmete seine Aufmerksamkeit nicht nur der Physik und Mathematik, sondern auch der Religion und Alchemie.

Die einzige Sache, in der sich alle einig sind, ist sein glänzendes Talent. Drei Probleme faszinierten die Wissenschaftler zu Newtons Zeit: die Gesetze der Bewegung, die Gesetze der Planetenbahnen und die Mathematik der stufenlosen Mengen – ein Feld, das heute als Differenzial- und Integralrechnung bekannt ist. Es kann mit Recht gesagt werden, dass Newton der Erste war, der diese drei Probleme löste.

Im Jahre 1687 überraschte er die Welt mit der Veröffentlichung seines Buches Mathematische Prinzipien der Naturphilosophie. In diesem Buch beschrieb er die Theorie der universellen Gravitation und formulierte die drei Gesetze der Bewegung. Newton behauptete, dass alle Bewegungen im Einklang mit den drei wichtigsten Gesetzen stehen, die er in mathematischen Begriffen und Konzepten formulierte, wobei er die Notwendigkeit betonte, diese zunächst streng zu definieren. Ein Konzept ist die Kraft, durch die Bewegung erzeugt wird; ein anderes die Masse, welche die Menge der Materie misst. Die Kraft wird häufig durch den Buchstaben F bezeichnet.

Das erste Newtonsche Gesetz (Trägheitsgesetz)

Das erste Beispiel der Bewegung – und wahrscheinlich das einzige, das von Newton mathematisch präzise beschrieben werden konnte – ist das Herabfallen von Gegenständen. Doch es gibt auch andere Bewegungen, besonders das Panning (horizontale Bewegungen), in denen die Schwerkraft keine große Rolle spielt. Newtons Gesetze galten auch für sie. Beim Betrachten mehrerer Körper in horizontalen Bewegungen konnte man schlussfolgern:
"Geradlinige Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit erfordert keine Kraft mehr."

Überträgt man diesen Schritt auf alle anderen Situationen, kommt keine neue Kraft ins Spiel; alles bleibt beim Alten: In der Kabine eines Flugzeugs, das sich in einer geraden Linie mit einer konstanten Geschwindigkeit von 600 mph bewegt, ändert sich nichts – der Kaffee wird auf die gleiche Weise eingegossen und ein Löffel fällt weiterhin schnurgerade nach unten. Es wurde festgestellt, dass ein Körper seinen Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen geradlinigen Bewegung beibehält, sofern die resultierende Kraft null ist.