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Mechanische Energie ist die Fähigkeit eines Körpers, aufgrund seiner Lage oder seiner Bewegung mechanische Arbeit zu verrichten, Wärme abzugeben oder Licht auszusenden:

Spezielle Formen mechanischer Energie sind die potenzielle Energie und die kinetische Energie.

Wirken zwei Körper aufeinander ein, so wirkt auf jeden der Körper eine Kraft. Die Kräfte sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet:

${\overrightarrow{F}}_1=-{\overrightarrow{F}}_2$

Dieses Gesetz wurde von dem berühmten englischen Naturforscher ISAAC NEWTON (1643-1727) entdeckt. Es wird auch als 3. newtonsches Gesetz oder 3. newtonsches Axiom bezeichnet. Entsprechend seinem Inhalt spricht man auch vom Gegenwirkungsprinzip, von "actio = reactio" oder von "Kraft = Gegenkraft".

Die zwischen zwei Körpern wirkende Gravitationskraft kann berechnet werden mit der Gleichung:

$\begin{array}{l}F=G\cdot \frac{m_1\cdot m_2}{r^2}\\ G\text{ Gravitationskonstante}\\ m_1,m_2\text{ Massen der Körper}\\ r\text{ Abstand der Massenmittelpunkte}\\ \text{ der beiden Körper voneinander}\end{array}$

Das Gravitationsgesetz wurde von ISAAC NEWTON (1643-1727) entdeckt.

* 1643 Woolsthorpe
† 1727 Kensington.
Er war ein englischer Physiker, Mathematiker und Astronom und einer der bedeutendsten Naturwissenschaftler der Geschichte. NEWTON entdeckte die Gravitation als universelle Kraft, die das Sonnensystem zusammenhält. Er fand die Grundgesetze der Mechanik und führte die Begriffe Kraft und Masse ein, entdeckte die Farbzerlegung des Lichtes und erklärte optische Erscheinungen mit seiner Korpuskeltheorie. In der Mathematik leistete NEWTON einen entscheidenden Beitrag zur Entwicklung der Differentialrechnung.

Zwischen Kraft, Masse und Beschleunigung gilt folgender Zusammenhang:
 

Dieses Gesetz wurde von ISAAC NEWTON (1643-1727) entdeckt und beinhaltet einen grundlegenden Zusammenhang zwischen Kraft und Bewegung.

Ein Körper bleibt in Ruhe oder in gleichförmiger geradliniger Bewegung, solange die Summe der auf ihn wirkenden Kräfte null ist:
$\overrightarrow{F}=0\Rightarrow \overrightarrow{a}=0\Rightarrow \overrightarrow{v}=\text{ konstant}$

Dieses Gesetz wurde von ISAAC NEWTON (1643-1727) entdeckt. Es wird auch als 1. newtonsches Gesetz oder 1. newtonsches Axiom bezeichnet.

Zwischen der Entwicklung der Physik als Wissenschaft und der Entwicklung der Gesellschaft gibt es vielfältige Wechselwirkungen. Gesellschaftliche Verhältnisse können wissenschaftliche Arbeit nicht nur befördern und auf bestimmte Schwerpunkte lenken, sondern auch einschränken und behindern. Wissenschaftliche Entwicklungen und deren Anwendungen ihrerseits können gesellschaftliche Verhältnisse in erheblichem Maße beeinflussen.
Die Zusammenhänge zwischen Physik und Gesellschaft sind überaus komplex und vielgestaltig. Wir können sie nur aspekthaft beleuchten.

Um den Ort und die Bewegung von Körpern oder ihren energetischen Zustand eindeutig beschreiben zu können, muss ein Bezug zu einem Vergleichskörper hergestellt werden, auf den sich die Angaben beziehen. Zur genauen Kennzeichnung des Ortes, an dem sich ein Körper jeweils befindet, ist darüber hinaus ein Koordinatensystem erforderlich.
Einen Bezugskörper und ein damit verbundenes Koordinatensystem bezeichnet man als Bezugssystem.
Seine Wahl ist willkürlich und zumeist dem jeweiligen Zweck angepasst. Dabei ist zwischen unbeschleunigten und beschleunigten Bezugssystemen zu unterscheiden.

Alle Körper ziehen sich aufgrund ihrer Massen gegenseitig an. So zieht z. B. die Erde den Mond an. Umgekehrt zieht auch der Mond die Erde an.
Die gegenseitige Anziehung von Körpern aufgrund ihrer Massen wird Massenanziehung oder Gravitation (gravis, lat.: schwer) genannt. Die dabei wirkenden Kräfte werden als Schwerkräfte oder als Gravitationskräfte bezeichnet.
Die Gravitationskraft zwischen zwei Körpern kann mit dem Gravitationsgesetz berechnet werden. Sie ist umso größer,

• je größer die Massen der Körper sind und
• je kleiner der Abstand ihrer Massenmittelpunkte voneinander ist.

Grundlegende Versuche zu Licht und seinen Farben führte erstmals ISAAC NEWTON (1643-1727) durch. Er zerlegte weißes Licht mithilfe eines Prismas in Spektralfarben, vereinigte die Spektralfarben wieder zu weißem Licht und fand die Komplementärfarben.
Mit der Frage der Farbe von Licht und den damit verbundenen Erscheinungen beschäftigten sich aber nicht nur Physiker, sondern auch Maler, Physiologen, Psychologen und Schriftsteller, unter ihnen auch JOHANN WOLFGANG VON GOETHE (1749-1832). GOETHE versuchte die newtonsche Farbenlehre zu widerlegen und stellte eine eigene Farbenlehre auf, die aber mehr ästhetischen Gesichtspunkten als wissenschaftlichen Maßstäben entsprach.

Die Flügel einer Libelle, eine dünne Ölschicht auf Wasser oder eine Seifenblase schillern in den unterschiedlichsten Farben. Ursache dafür ist die Interferenz von Licht, das auf eine dünne Schicht trifft und an der Vorder- und der Rückseite dieser Schicht reflektiert wird. Das an verschiedenen Stellen reflektierte Licht überlagert sich. Es kommt zu farbigen Interferenzmustern.
Wichtige Fälle, die sich auch gut mathematisch beschreiben lassen, sind die Interferenz an planparallelen Schichten und die Interferenz an keilförmigen Schichten. Ein spezieller Fall sind die newtonsche Ringe, mit deren Hilfe man z.B. die Qualität von Linsen prüfen kann.

Mit optischen Erscheinungen und dem Wesen des Lichtes haben sich seit dem Altertum zahlreiche Wissenschaftler beschäftigt. Die Frage, was Licht ist, blieb dabei viele Jahrhunderte lang ungeklärt. Die geschichtlich wichtigsten Vorstellungen über das Licht sind zusammengefasst in der Korpuskulartheorie, in der Wellentheorie und in der Lichtquantentheorie.

* 27.12.1571 Weil
† 15.11.1630 Regensburg

Er war einer der bedeutendsten Astronomen der frühen Neuzeit und entdeckte die nach ihm benannten drei Gesetze der Planetenbewegung, die keplerschen Gesetze. Damit gehört er neben NIKOLAUS KOPERNIKUS, GALILEO GALILEI und ISAAC NEWTON zu den Wegbereitern eines neuen wissenschaftlichen Weltbildes, mit dem mittelalterliche Auffassungen überwunden und naturwissenschaftliche Erkenntnisse Grundlage der Vorstellungen wurden.

Der Begriff Kraft wird im Alltag und in der Physik in vielfältiger Weise verwendet. Während der Alltagsbegriff mit unterschiedlichen Begriffsinhalten genutzt wird, ist die physikalische Größe Kraft eindeutig definiert:
Die Kraft gibt an, wie stark ein Körper bewegt oder verformt wird. Sie ist eine Wechselwirkungsgröße und eine vektorielle (gerichtete) Größe. Die Wirkung einer Kraft ist abhängig von ihrem Betrag, ihrer Richtung und ihrem Angriffspunkt.

$\begin{array}{l}\text{Formelzeichen:}\overrightarrow{F}\\ \text{Einheit: ein Newton (1 N)}\\ \text{1 N = 1}\frac{\text{kg}\cdot \text{m}}{{\text{s}}^2}\end{array}$
Man unterscheidet u.a. elektrische Kräfte, magnetische Kräfte, Reibungskräfte, Druckkräfte, Radialkräfte, Gewichtskräfte, Schubkräfte, Spannkräfte und Zugkräfte, Adhäsionskräfte und Kohäsionskräfte, innere Kräfte und äußere Kräfte voneinander.

Der Kraftstoß kennzeichnet die zeitliche Wirkung einer Kraft auf einen Körper. Der Impuls dagegen ist eine Größe, die den Bewegungszustand eines Körpers unter Einbeziehung seiner Masse charakterisiert. Zwischen diesen beiden Größen besteht ein enger Zusammenhang. Jeder Kraftstoß ist mit einer Impulsänderung verbunden:
$\overrightarrow{F}\cdot \Delta t=m\cdot \Delta \overrightarrow{v}\text{oder}\overrightarrow{I}=\Delta \overrightarrow{p}$
Während der Kraftstoß einen Vorgang kennzeichnet und damit eine vektorielle Prozessgröße ist, beschreibt der Impuls den Bewegungszustand eines Körpers und ist eine vektorielle Zustandsgröße.

* 04.01.1643 Woolsthorpe
† 31.03.1727 Kensington.

Er war ein englischer Physiker, Mathematiker und Astronom und einer der bedeutendsten Naturwissenschaftler der Geschichte. NEWTON entdeckte die Gravitation als universelle Kraft, die das Sonnensystem zusammenhält. Er fand die Grundgesetze der Mechanik und führte die Begriffe Kraft und Masse ein, entdeckte die Farbzerlegung des Lichtes und erklärte optische Erscheinungen mit seiner Korpuskeltheorie. In der Mathematik leistete NEWTON einen entscheidenden Beitrag zur Entwicklung der Differentialrechnung.

ISAAC NEWTON (1643-1727) entdeckte einen grundlegenden Zusammenhang zwischen Kraft, Masse und Beschleunigung, der als 2. newtonsches Gesetz, Grundgesetz der Mechanik oder newtonsches Grundgesetz bezeichnet wird und lautet:

$\begin{array}{l}\overrightarrow{F}=m\cdot \overrightarrow{a}\\ F\text{auf einen Körper wirkende (resultierende) Kraft}\\ m\text{Masse des Körpers}\\ a\text{Beschleunigung des Körpers}\end{array}$

Etwas allgemeiner kann man auch formulieren:

$\begin{array}{l}\overrightarrow{F}=\frac{\Delta \overrightarrow{p}}{\Delta t}\text{oder in differenzieller Schreibweise}\overrightarrow{F}=\frac{\text{d}\overrightarrow{p}}{\text{d}t}\\ \text{Dabei bedeuten:}\Delta \overrightarrow{p}\text{, d}\overrightarrow{p}\text{Impulsänderung des Körpers}\\ \Delta t\text{, d}t\text{Zeitintervall}\\ \\ \end{array}$