Newtonsche Axiome: die drei Newtonschen Gesetze

Die drei Newtonschen Axiome verbinden Kraft und Bewegung: Ohne resultierende Kraft bleibt die Geschwindigkeit gleich, mit ihr gilt $F = m \cdot a$, und zu jeder Kraft gehört eine gleich grosse Gegenkraft.

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3. Sek - 1. Jahr Gymnasium
Zyklus 3, Gymnasium
Lehrplan 21: NT.5.1.b

Ein Jugendlicher schiesst auf einem Sportplatz in einem Schweizer Dorf einen Fussball, ein Junge hält im Tor, zwei Kinder schauen zu.

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Das musst du wissen

Erklärung

Die Newtonschen Axiome sind drei Grundgesetze der Mechanik von Isaac (1687). Ohne resultierende bleibt die Geschwindigkeit gleich, mit ihr gilt F=m·a, und jede Kraft hat eine Gegenkraft. Suche darum zuerst alle Kräfte auf einen Körper.

Die resultierende Kraft

Für die Bewegung zählt nur die Summe aller Kräfte auf einen Körper, die resultierende Kraft $F_{res}$ .

Gleiche Richtung: addieren.
Entgegengesetzt: subtrahieren, die grössere Kraft gibt die Richtung.
Im rechten Winkel: oder Pythagoras, etwa $12 0^{2} + 5 0^{2} N = 130 N$ .

MerkeFür die Bewegung zählt nur die Summe aller Kräfte am Körper.

Kräfteparallelogramm: Am selben Punkt ziehen 120 N nach rechts und 50 N nach oben. Die Diagonale F₁ + F₂ ist die resultierende Kraft von 130 N.

1. Gesetz: das Trägheitsgesetz

Ist die resultierende Kraft null, bleibt ein Körper in Ruhe oder bewegt sich gleichförmig geradeaus. Das ist die Trägheit: Je grösser die , desto träger der Körper.

Bremst der Bus, kippst du nach vorne: Dein Körper fährt weiter.

Zum Weiterfahren braucht es keine Kraft. Auf dem Velo trittst du nur gegen Reibung und Luftwiderstand an.

MerkeKeine resultierende Kraft heisst: Die Geschwindigkeit bleibt gleich, nach Betrag und Richtung.

2. Gesetz: das Aktionsprinzip F = m · a

Eine resultierende Kraft beschleunigt den Körper in ihre Richtung:

F_{res} = m \cdot a a = \frac{F _{res}}{m}

Doppelte Kraft gibt doppelte , doppelte Masse die halbe.

Daraus kommt die Einheit: 1 N=1 kg·m/s². Auch $F_{G} = m \cdot g$ ist ein Fall davon: Im freien Fall wirkt nur die , darum ist a=g.

MerkeKraft gleich Masse mal Beschleunigung. Eingesetzt wird immer die resultierende Kraft.

Kraft-Beschleunigung-Diagramm eines Wagens mit 2 kg: waagrecht die Beschleunigung in m/s², senkrecht die resultierende Kraft in Newton. Für 1 m/s² braucht es 2 N, für 2 m/s² 4 N, für 5 m/s² 10 N. Die Steigung ist die Masse.

3. Gesetz: das Wechselwirkungsprinzip

Übt Körper A eine Kraft auf B aus, wirkt B gleich stark in Gegenrichtung auf A: actio gleich reactio.

Du stösst dich vom Beckenrand ab, er drückt dich weg.
Die Rakete stösst Gas nach hinten, das Gas drückt sie nach vorne.
Die Erde zieht dich an, du ziehst sie gleich stark.

Beide wirken auf verschiedene Körper und heben sich nie auf.

MerkeKraft und Gegenkraft: gleich gross, entgegengesetzt, an zwei verschiedenen Körpern.

Kräftegleichgewicht oder Kraft und Gegenkraft?

Ein Buch liegt auf dem Tisch. Die Gewichtskraft zieht es nach unten, der Tisch drückt es mit der nach oben. Beide wirken auf das Buch: ein Kräftegleichgewicht, kein Paar nach dem 3. Gesetz.

Die Gegenkraft zur Gewichtskraft: Das Buch zieht die Erde an. Test: Körper vertauschen, aus «Tisch drückt auf Buch» wird «Buch drückt auf Tisch».

MerkeKräftegleichgewicht: zwei Kräfte am selben Körper. Kraft und Gegenkraft: je eine an jedem der zwei Körper.

So löst du Aufgaben mit F = m · a

Körper wählen.
Alle Kräfte auf ihn einzeichnen: Gewichtskraft, Normalkraft, Zugkraft, Reibung.
Positive Richtung festlegen, resultierende Kraft bilden.
$F_{res} = m \cdot a$ ansetzen und auflösen.
Mit a und den Bewegungsformeln weiterrechnen.

Rechne in kg, m und s, dann kommt die Kraft in Newton heraus.

Die drei Newtonschen Gesetze (newtonsche axiome): Übersicht mit Die resultierende Kraft; 1. Gesetz: das Trägheitsgesetz; 2. Gesetz: das Aktionsprinzip F = m · a; 3. Gesetz: das Wechselwirkungsprinzip. — Die drei Newtonschen Gesetze auf einen Blick: die wichtigsten Regeln.

Häufige Fehler

✕Ein Körper, der sich bewegt, braucht immer eine Kraft in Bewegungsrichtung, sonst bleibt er stehen.
✓Ohne resultierende Kraft bewegt er sich gleichförmig weiter (1. Gesetz). Im Alltag bremsen Reibung und Luftwiderstand; die Antriebskraft gleicht sie nur aus.
✕Gewichtskraft und Normalkraft auf ein Buch auf dem Tisch sind Kraft und Gegenkraft nach dem 3. Gesetz.
✓Beide wirken auf das Buch, also ist es ein Kräftegleichgewicht. Die Gegenkraft zur Gewichtskraft ist die Kraft, mit der das Buch die Erde anzieht.
✕Ein Auto mit $1^{'} 000 kg$ hat $3^{'} 000 N$ Antriebskraft und $1^{'} 000 N$ Fahrwiderstand. Also ist $a = \frac{3 ^{'} 000 N}{1 ^{'} 000 kg} = 3 m/s^{2}$ .
✓In F=m·a gehört die resultierende Kraft: $a = \frac{3 ^{'} 000 N - 1 ^{'} 000 N}{1 ^{'} 000 kg} = 2 m/s^{2}$ .
✕Stösst ein Lastwagen mit einem Velo zusammen, übt der Lastwagen die grössere Kraft aus.
✓Nach dem 3. Gesetz sind beide Kräfte gleich gross. Das Velo wird nur viel stärker beschleunigt, weil seine Masse viel kleiner ist (a=Fm).

Begriffe zum Nachschlagen

Trägheit: Eigenschaft jedes Körpers, seine Geschwindigkeit beizubehalten. Je grösser die Masse, desto grösser die Trägheit.
Trägheitsgesetz: 1. Newtonsches Gesetz: Ohne resultierende Kraft bleibt ein Körper in Ruhe oder bewegt sich gleichförmig geradeaus.
Aktionsprinzip: 2. Newtonsches Gesetz, auch Grundgleichung der Mechanik: F_res = m · a. Die Beschleunigung zeigt in Richtung der resultierenden Kraft.
Wechselwirkungsprinzip: 3. Newtonsches Gesetz: Zu jeder Kraft gehört eine gleich grosse, entgegengesetzte Gegenkraft am anderen Körper.
Kräftegleichgewicht: Die Kräfte an einem Körper heben sich auf, die resultierende Kraft ist null. Der Körper ruht oder bewegt sich gleichförmig.
Masse: Wie viel Stoff ein Körper hat, in Kilogramm. Sie bestimmt, wie träge er ist.
Normalkraft: Kraft, mit der eine Unterlage senkrecht gegen einen Körper drückt. Auf ebenem Boden ohne Beschleunigung so gross wie die Gewichtskraft.

Noch unsicher? Zuerst lernen:Kraft und die Einheit Newton Geschwindigkeit und Beschleunigung

So geht's

Beispiele Schritt für Schritt

Beispiel 1Beschleunigung aus Kraft und Masse

Ein Wagen mit 4.0 kg wird reibungsfrei mit einer resultierenden Kraft von 10 N gezogen. Wie gross ist seine Beschleunigung? Wie schnell ist er nach 2.0 s, wenn er aus dem Stand startet?

Kraft-Beschleunigung-Diagramm des Wagens mit 4 kg: waagrecht die Beschleunigung in m/s², senkrecht die Kraft in Newton. Für 1 m/s² braucht es 4 N, mit 10 N sind es 2.5 m/s².

Lösung Schritt für Schritt

Aktionsprinzip nach a auflösen: $a = \frac{F _{res}}{m} = \frac{10 N}{4.0 kg} = 2.5 \frac{m}{s ^{2}}$
Einheit prüfen: N/kg=kg·m/s²/kg=m/s².
Geschwindigkeit aus dem Stand: $v = a \cdot t = 2.5 \frac{m}{s ^{2}} \cdot 2.0 s = 5.0 \frac{m}{s}$

Der Wagen beschleunigt mit 2.5 m/s² und fährt nach 2.0 s mit 5.0 m/s.

Beispiel 2Den Schlitten ziehen

Ein Mädchen zieht seinen kleinen Bruder auf einem Holzschlitten durch ein verschneites Schweizer Dorf.

Lia aus Einsiedeln zieht ihren kleinen Bruder auf dem Schlitten über eine ebene Schneefläche. Schlitten und Bruder haben zusammen 30 kg. Lia zieht waagrecht mit 45 N, die Reibung bremst mit 30 N. Wie gross ist die Beschleunigung? Wie schnell ist der Schlitten nach 4.0 s aus dem Stand? Was passiert, wenn Lia danach nur noch mit 30 N zieht?

Lösung Schritt für Schritt

Resultierende Kraft in Zugrichtung: Zugkraft minus Reibung. $F_{res} = 45 N - 30 N = 15 N$
Beschleunigung mit dem Aktionsprinzip: $a = \frac{15 N}{30 kg} = 0.50 \frac{m}{s ^{2}}$
Geschwindigkeit nach 4.0 s: $v = 0.50 \frac{m}{s ^{2}} \cdot 4.0 s = 2.0 \frac{m}{s}$
Zieht Lia danach mit 30 N, ist $F_{res} = 30 N - 30 N = 0$ . Nach dem Trägheitsgesetz fährt der Schlitten gleichförmig mit 2.0 m/s weiter.

Der Schlitten beschleunigt mit 0.50 m/s² und ist nach 4.0 s 2.0 m/s schnell. Mit 30 N Zugkraft fährt er danach gleichförmig mit 2.0 m/s weiter.

Beispiel 3Im Lift auf der Waage

Eine Jugendliche fährt in einem gläsernen Lift an einer Felswand über einem Schweizer See nach oben, unten spazieren Familien.

Nora (60 kg) steht in einem Lift auf einer Personenwaage. Der Lift fährt nach oben an und beschleunigt mit 1.5 m/s². Mit welcher Kraft drückt der Boden auf Nora? Was zeigt die Waage an, die in Kilogramm misst? (g=9.81 m/s²)

Lösung Schritt für Schritt

Kräfte auf Nora: die Gewichtskraft nach unten, die Normalkraft des Bodens nach oben. Nach oben zählt positiv. $F_{G} = m \cdot g = 60 kg \cdot 9.81 \frac{m}{s ^{2}} \approx 589 N$
Nora wird mit dem Lift nach oben beschleunigt, also muss die Normalkraft grösser sein: $F_{N} - F_{G} = m \cdot a$
Nach $F_{N}$ auflösen: $F_{N} = m \cdot (g + a) = 60 kg \cdot 11.31 \frac{m}{s ^{2}} \approx 679 N$
Die Waage misst die Kraft und rechnet mit g in Kilogramm um: $\frac{679 N}{9.81 m/s ^{2}} \approx 69 kg$ . Fährt der Lift gleichförmig, zeigt sie wieder 60 kg.

Der Boden drückt mit etwa 679 N auf Nora. Die Waage zeigt beim Anfahren etwa 69 kg statt 60 kg.

Beispiel 4Abstossen auf dem Eis

Zwei Jugendliche auf Schlittschuhen haben sich auf einer Eisbahn in einem Bergdorf eben mit den Händen voneinander abgestossen.

Auf der Eisbahn in Davos stehen Mia (50 kg) und Noah (75 kg) auf Schlittschuhen still voreinander. Sie stossen sich mit den Händen ab. Mia drückt 0.40 s lang mit 150 N auf Noah. Wie gross sind die Beschleunigungen der beiden, und wie schnell gleiten sie danach? Die Reibung vernachlässigst du.

Lösung Schritt für Schritt

Nach dem Wechselwirkungsprinzip drückt Noah gleichzeitig mit 150 N auf Mia, in die Gegenrichtung.
Beschleunigungen mit dem Aktionsprinzip: $a_{Mia} = \frac{150 N}{50 kg} = 3.0 \frac{m}{s ^{2}} a_{Noah} = \frac{150 N}{75 kg} = 2.0 \frac{m}{s ^{2}}$
Geschwindigkeiten nach 0.40 s Abstossen: $v_{Mia} = 3.0 \cdot 0.40 \frac{m}{s} = 1.2 \frac{m}{s} v_{Noah} = 2.0 \cdot 0.40 \frac{m}{s} = 0.80 \frac{m}{s}$
Danach wirkt keine Kraft mehr. Nach dem Trägheitsgesetz gleiten beide gleichförmig weiter, in entgegengesetzte Richtungen.

Mia wird mit 3.0 m/s² beschleunigt und gleitet mit 1.2 m/s davon, Noah mit 2.0 m/s² und 0.80 m/s in die Gegenrichtung. Die Kräfte sind gleich, die leichtere Mia wird schneller.

Jetzt du

Übungen mit Lösungen

Fang beim Einstieg an. Klapp die Lösung erst auf, wenn du selbst gerechnet hast. Steckst du fest, gibt Fox dir einen Tipp.

Einstieg5Üben5Knacknüsse5

1
Auf einen Körper mit 2.0 kg wirkt eine resultierende Kraft von 6.0 N. Wie gross ist seine Beschleunigung?
Lösung zeigen
Ergebnis: a=3.0 m/s²
Kraft-Beschleunigung-Diagramm für 2 kg: waagrecht die Beschleunigung in m/s², senkrecht die Kraft in Newton. Zu 6 N gehören 3 m/s².
1. Aktionsprinzip: $a = \frac{F _{res}}{m}$ .
2. $a = \frac{6.0 N}{2.0 kg} = 3.0 m/s^{2}$ .
2
Welche resultierende Kraft braucht es, um ein Auto mit $1^{'} 200 kg$ mit 2.0 m/s² zu beschleunigen?
Lösung zeigen
Ergebnis: $F_{res} = 2^{'} 400 N$
Kraft-Beschleunigung-Diagramm für das Auto: waagrecht die Beschleunigung in m/s², senkrecht die Kraft in Newton. Zu 2 m/s² gehören 2400 N.
1. $F_{res} = m \cdot a$ .
2. $F_{res} = 1^{'} 200 kg \cdot 2.0 m/s^{2} = 2^{'} 400 N$ .
3
An einem Ring ziehen zwei Seile im rechten Winkel, das eine mit 9 N, das andere mit 12 N. Wie gross ist die resultierende Kraft?
Lösung zeigen
Ergebnis: $F_{res} = 15 N$
Kräfteparallelogramm aus 9 N nach rechts und 12 N nach oben: Die Diagonale F₁ + F₂ ist die resultierende Kraft von 15 N.
1. Im rechten Winkel gilt der Satz des Pythagoras.
2. $F_{res} = 9^{2} + 1 2^{2} N = 225 N = 15 N$ .
4
Ein Velofahrer fährt gleichförmig mit 20 km/h geradeaus. Wie gross ist die resultierende Kraft auf ihn?
Lösung zeigen
Ergebnis: $F_{res} = 0 N$
1. Seine Geschwindigkeit ändert sich nicht, also ist a=0.
2. Nach dem Aktionsprinzip ist dann auch $F_{res} = m \cdot 0 = 0$ . Seine Antriebskraft ist genau so gross wie Reibung und Luftwiderstand.
5
Du drückst mit 40 N gegen eine Wand. Mit welcher Kraft drückt die Wand auf dich?
Lösung zeigen
Ergebnis: mit 40 N, in die Gegenrichtung
1. Wechselwirkungsprinzip: Zu deiner Kraft auf die Wand gehört eine Gegenkraft der Wand auf dich.
2. Sie ist gleich gross, also 40 N, und zeigt zu dir hin.

6
Ein Auto mit 900 kg hat eine Antriebskraft von $2^{'} 700 N$ . Reibung und Luftwiderstand bremsen zusammen mit 900 N. Wie gross ist die Beschleunigung?
Lösung zeigen
Ergebnis: a=2.0 m/s²
1. Resultierende Kraft: $2^{'} 700 N - 900 N = 1^{'} 800 N$ .
2. $a = \frac{1 ^{'} 800 N}{900 kg} = 2.0 m/s^{2}$ .
7
Ein Körper mit 5.0 kg startet aus dem Stand. Eine resultierende Kraft von 20 N wirkt 3.0 s lang. Wie schnell ist er danach, und welchen Weg hat er zurückgelegt?
Lösung zeigen
Ergebnis: v=12 m/s, s=18 m
1. $a = \frac{20 N}{5.0 kg} = 4.0 m/s^{2}$ .
2. v=a·t=4.0·3.0 m/s=12 m/s.
3. s=12·a·t²=12·4.0·3.0² m=18 m.
8
Eine Velofahrerin hat mit Velo 75 kg. Sie bremst in 2.0 s gleichmässig von 6.0 m/s bis zum Stillstand. Wie gross ist die bremsende Kraft?
Lösung zeigen
Ergebnis: F=225 N
1. Verzögerung: $a = \frac{6.0 m/s}{2.0 s} = 3.0 m/s^{2}$ .
2. F=m·a=75 kg·3.0 m/s²=225 N, entgegen der Fahrtrichtung.
9
Ein Buch liegt auf dem Tisch. Welche Kraft ist nach dem 3. Gesetz die Gegenkraft zur Gewichtskraft des Buches?
Lösung zeigen
Ergebnis: Die Kraft, mit der das Buch die Erde anzieht.
1. Die Gewichtskraft ist die Kraft der Erde auf das Buch.
2. Körper vertauschen: Die Gegenkraft ist die Kraft des Buches auf die Erde. Sie ist gleich gross und zeigt nach oben.
3. Die Normalkraft des Tisches wirkt dagegen auch auf das Buch. Mit ihr bildet die Gewichtskraft ein Kräftegleichgewicht.
10
Eine Kugel mit 0.50 kg hängt ruhig an einer Schnur. Wie gross ist die Kraft in der Schnur? (g=9.81 m/s²)
Lösung zeigen
Ergebnis: etwa 4.9 N
1. Die Kugel ruht, also herrscht Kräftegleichgewicht: Die Schnur zieht so stark nach oben, wie die Gewichtskraft nach unten zieht.
2. F=m·g=0.50 kg·9.81 m/s²≈4.9 N.

11
Leon (70 kg) steht im Lift auf einer Waage. Der Lift fährt nach oben und bremst vor dem obersten Stock mit 2.0 m/s² ab. Wie gross ist die Normalkraft, und was zeigt die Waage in Kilogramm? (g=9.81 m/s²)
Lösung zeigen
Ergebnis: $F_{N} \approx 547 N$ , die Waage zeigt etwa 56 kg
1. Beim Abbremsen nach oben zeigt die Beschleunigung nach unten. Nach oben positiv: a=−2.0 m/s².
2. $F_{N} - m g = ma$ , also $F_{N} = m (g + a) = 70 \cdot (9.81 - 2.0) N \approx 547 N$ .
3. Anzeige: $\frac{547 N}{9.81 m/s ^{2}} \approx 56 kg$ . Leon fühlt sich kurz leichter.
12
Ein Traktor zieht zwei Anhänger mit je $1^{'} 500 kg$ hintereinander und beschleunigt mit 0.40 m/s². Die Reibung vernachlässigst du. Wie gross ist die Kraft in der Kupplung zwischen Traktor und erstem Anhänger, und wie gross zwischen den beiden Anhängern?
Lösung zeigen
Ergebnis: $1^{'} 200 N$ und 600 N
1. Die erste Kupplung muss beide Anhänger beschleunigen: $F_{1} = 3^{'} 000 kg \cdot 0.40 m/s^{2} = 1^{'} 200 N$ .
2. Die zweite Kupplung zieht nur den hinteren Anhänger: $F_{2} = 1^{'} 500 kg \cdot 0.40 m/s^{2} = 600 N$ .
13
Beim Penalty trifft der Fuss einen ruhenden Ball mit 0.40 kg. Während 0.010 s wirkt eine mittlere Kraft von $1^{'} 000 N$ . Wie schnell fliegt der Ball weg? Mit welcher Kraft drückt der Ball dabei auf den Fuss?
Lösung zeigen
Ergebnis: v=25 m/s; der Ball drückt mit $1^{'} 000 N$ auf den Fuss
1. $a = \frac{1 ^{'} 000 N}{0.40 kg} = 2^{'} 500 m/s^{2}$ .
2. $v = a \cdot t = 2^{'} 500 m/s^{2} \cdot 0.010 s = 25 m/s$ , also 90 km/h.
3. Nach dem Wechselwirkungsprinzip drückt der Ball gleich stark zurück: $1^{'} 000 N$ auf den Fuss.
14
Ein Fallschirmspringer mit Ausrüstung (80 kg) öffnet den Schirm. Kurz danach bremst ihn der Luftwiderstand mit $2^{'} 000 N$ . Wie gross ist seine Beschleunigung, und in welche Richtung zeigt sie? Wie gross ist der Luftwiderstand später, wenn er gleichförmig sinkt? (g=9.81 m/s²)
Lösung zeigen
Ergebnis: a≈15 m/s² nach oben (er wird langsamer); später etwa 785 N
1. Gewichtskraft: $F_{G} = 80 kg \cdot 9.81 m/s^{2} \approx 785 N$ nach unten.
2. Nach oben positiv: $F_{res} = 2^{'} 000 N - 785 N = 1^{'} 215 N$ nach oben.
3. $a = \frac{1 ^{'} 215 N}{80 kg} \approx 15 m/s^{2}$ nach oben. Er fällt weiter, wird aber schnell langsamer.
4. Sinkt er gleichförmig, ist $F_{res} = 0$ : Der Luftwiderstand ist dann so gross wie die Gewichtskraft, etwa 785 N.
15
Ein Boot mit 200 kg liegt still am Ufer. Zwei Seile ziehen im rechten Winkel daran, mit 120 N und 160 N. Sobald das Boot fährt, bremst das Wasser mit 40 N entgegen der Fahrtrichtung. Wie gross ist die Beschleunigung, und wie weit kommt das Boot in 5.0 s?
Lösung zeigen
Ergebnis: a=0.80 m/s², s=10 m
1. Kraft der Seile mit Pythagoras: $12 0^{2} + 16 0^{2} N = 40^{'} 000 N = 200 N$ , in Richtung der Diagonale. In diese Richtung fährt das Boot.
2. Das Wasser bremst entgegen: $F_{res} = 200 N - 40 N = 160 N$ .
3. $a = \frac{160 N}{200 kg} = 0.80 m/s^{2}$ .
4. s=12·a·t²=12·0.80·5.0² m=10 m.

Verwechselst du Kräftegleichgewicht und Gegenkraft oder findest die resultierende Kraft nicht, zeichnet eine Lehrperson die Kräfte mit dir Aufgabe für Aufgabe auf. Physik-Nachhilfe für die Sek und das Gymnasium

Üben ohne Ende

Trainer: Die drei Newtonschen Gesetze

So funktioniert der Trainer

Immer neue Fragen zum Anklicken, jede mit kurzer Erklärung. Stufe 1 fragt die drei Gesetze und ihre Begriffe ab, Stufe 2 kurze Rechnungen mit F = m · a, Stufe 3 Lift, Gleichgewicht und Gegenkraft.

Wo greifen Kraft und Gegenkraft nach dem 3. Gesetz an?

Löse die Aufgabe und drück «Prüfen» (oder Enter).

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Nächstes ThemaArbeit und EnergieerhaltungArbeit ist Kraft mal Weg: $W = F \cdot s$, gemessen in Joule. Durch Arbeit bekommt ein Körper Energie, etwa Lage- oder Bewegungsenergie; nach dem Energieerhaltungssatz wandelt sich Energie nur um und geht nie verloren.3. Sek - 1. Jahr Gymnasium

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Für Eltern und Lehrpersonen

Lehrplan 21

Typische Klasse: 3. Sek - 1. Jahr Gymnasium
Stufe: Zyklus 3, Gymnasium
Fach: Physik

In der 3. Sek im Fach Natur und Technik vor allem Trägheit sowie Kraft und Gegenkraft an Alltagsbeispielen, im 1. Jahr Gymnasium alle drei Gesetze mit Rechnungen zu F = m · a.

NT.5.1.bAn Alltagsbeispielen wie dem Bremsen im Bus erklären, dass eine Kraft die Bewegung eines Körpers ändert und ohne Kraft alles so weiterläuft wie bisher.
NT.5.1.dMehrere Kräfte an einem Körper als Pfeile zeichnen und zu einer einzigen, resultierenden Kraft zusammenfassen.
NT.5.1.fBeschleunigte Bewegungen erkennen und beschreiben; die Newtonschen Gesetze liefern dazu die Ursache, die resultierende Kraft.

Codes nach dem Lehrplan 21 der Deutschschweiz, Umschreibung in eigenen Worten. Wann genau das Thema drankommt, legt das Lehrmittel der Schule fest. Alle Themen nach Lehrplan 21

Gut zu wissen

Häufige Fragen

Sind Newtonsche Axiome und Newtonsche Gesetze dasselbe?

Ja, beide Namen meinen dieselben drei Gesetze. «Axiom» heisst Grundsatz: Die Gesetze werden nicht aus etwas anderem hergeleitet, sondern bilden die Grundlage der Mechanik. Experimente bestätigen sie.

Warum heben sich Kraft und Gegenkraft nicht auf?

Weil sie an zwei verschiedenen Körpern angreifen. Aufheben können sich nur Kräfte am selben Körper, wie beim Kräftegleichgewicht eines Buches auf dem Tisch.

In welcher Klasse kommen die Newtonschen Gesetze dran?

In der 3. Sek im Fach Natur und Technik meist das Trägheitsgesetz und Kraft und Gegenkraft an Beispielen. Im 1. Jahr Gymnasium rechnest du mit allen drei Gesetzen, vor allem mit F=m·a.

Gelten die Newtonschen Gesetze immer?

Für Bewegungen im Alltag, bei Fahrzeugen und Planeten sehr genau. Nahe der Lichtgeschwindigkeit braucht es die Relativitätstheorie, bei Atomen die Quantenphysik.