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Klassische Mechanik


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Die Klassische Mechanik (oft auch Newtonsche Mechanik nach Isaac Newton der wichtige fundamentale Beiträge zu deren lieferte) ist die Physik sich bewegender Objekte der alltäglichen Art. von Problemen die mit klassischer Mechanik gut werden können sind der freie Fall von Planetenbewegungen oder Bewegungen Starrer Körper (z.B. Kreisel). Die klassische Mechanik versagt Problemen die relativistische oder quantenmechanische Effekte zeigen.

Das Meiste der klassischen Mechanik lässt aus den drei Newton-Axiome ableiten.

Wenn wir folgende Abkürzungen verwenden ( fett heißt vektorielle Größe Einheit in Klammern):

können wir einige Zusammenhänge ganz axiomatisch Was heißt Geschwindigkeit eigentlich? Bei einer konstanten können wir eine bestimmte Zeit warten und zurückgelegte Distanz messen. Dann hat der Körper Geschwindigkeit

<math>v=\frac{s}{t}</math>

Wenn gleichzeitig eine Kraft auf den wirkt und sich seine Geschwindigkeit dadurch zeitlich bekommen wir damit jedoch nur eine Art Was heißt nun Geschwindigkeit? Hier hat Newton großen Durchbruch gehabt: er definierte die Ableitung Größe

<math>v=\frac{\mathrm{d}s}{\mathrm{d}t}</math>

welche die Geschwindigkeit für jeden beliebigen definiert. Hierbei wird das untersuchte Zeitintervall immer verkleinert und die entsprechende Strecke gemessen (ein Limes t ->0). Die weitere Diskussion dieser Tatsache soll Analysis überlassen bleiben hingegen definiert die Ableitung Ortsfunktion zu jedem Zeitpunkt die Geschwindigkeit:

<math>v(t)=\frac{\mathrm{d}s(t)}{\mathrm{d}t}</math>

Analoges gilt für die Beschleunigung definiert als Änderung der Geschwindigkeit:

<math>a(t)=\frac{\mathrm{d}v(t)}{\mathrm{d}t}</math>

Nun können wir die zwei ersten Gleichungen so schreiben:

  • <math>F(t)=0\Rightarrow\frac{\mathrm{d}v(t)}{\mathrm{d}t}=0</math> (oder v ( t ) = konstant)
  • <math>F(t)=m \cdot a(t)</math>

Letztere Gleichung definiert eigentlich den Begriff Masse genauer die Träge Masse welche als Proportionalitätskonstante zwischen Kraft und die Trägheit des Körpers bestimmt.

Dies ist die Grundlage und ein der Arbeitsweise in der klassischen Mechanik. Weitere der klassischen Mechanik sind


Siehe auch: Portal Physik

Literatur:

F.Scheck Mechanik: von den Newtonschen Gesetzen zum Chaos Springer 1988



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