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Die nach dem 2. Newtonschen Gesetz auftretende Beschleunigung durch Einwirkung von Kräften und die daraus resultierende Bewegungsänderung kann mittels eines Inertialsystems gemessen werden. Ein Inertialsystem ist zunächst ein Koordinatensystem. Allerdings gilt innerhalb eines Inertialsystem das 1. Newtonschen Gesetz:
Ein Körper verbleibt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen gradlinigen Bewegung (kein Auftreten von Beschleunigung, konstante Geschwindigkeit), solange dieser nicht durch die Einwirkung von Kräften zur Änderung seines Zustandes gezwungen wird.
Das bedeutet also, dass sich innerhalb eines Inertialsystems nur Körper befinden, die kräftefrei sind. Diese Körper befinden sich also entweder in Ruhe oder bewegen sich mit konstanter Geschwindigkeit (unbeschleunigte Bewegung). Denn nach dem 1. Newtonschen Gesetz wirken nur auf beschleunigte Körper Kräfte ein. Ein Inertialsystem ist ortsfest, befindet sich also in Ruhe. Jedes andere Koordinatensystem, das sich gegen dieses ruhende Inertialsystem mit konstanter Geschwindigkeit (geradlinige, gleichförmige Bewegung) bewegt, ist ebenfalls ein Inertialsystem. Hingegen sind gegen diese Inertialsysteme beschleunigte und rotierende Systeme selbst keine Inertialsysteme.
Merke
Alle Inertialsysteme sind gleichberechtigt , d.h. innerhalb dieser Intertialsystemen gelten dieselben physikalischen Gesetze.
Beispiel: Inertialsystem
In der obigen Grafik wird zunächst das
Merke
Es resultieren also unterschiedliche absolute Geschwindigkeiten und auch unterschiedliche Ortsangaben für verschiedene Interialsysteme.
Es besteht die Möglichkeit die relative Geschwindigkeit eines Intertialsystems in Bezug auf ein anderes Interialsystem anzugeben.
Beispiel
Beispiel: 1 ruhendes Inertialsystem
Aus Sicht des ruhenden Inertialsystems
Aus Sicht des bewegten Inertialsystems
Aus Sicht des bewegten Inertialsystems
Ebenso wie die Geschwindigkeit
Merke
Alle Koordinatensysteme, welche sich bezüglich eines ruhenden Inertialsystems mit konstanter Geschwindigkeit bewegen, sind auch Inertialsysteme. Das Trägheitsgesetz gilt dann in allen diesen Inertialsystemen. Das Trägheitsgesetz besagt, dass sich Körper, auf die keine resultierende Kraft wirkt, in Ruhe befinden oder mit konstanter Geschwindigkeit bewegen.
Wieso verwendet man Inertialsysteme?
Inertialsysteme werden aufgestellt um Bewegungsänderungen wahrnehmen zu können. Das bedeutet also, dass man zunächst das Inertialsystem für ruhende Körper oder Körper mit konstanter Geschwindigkeit (unbeschleunigte Bewegung) aufstellt. Wird nun der ruhende oder sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegende Körper beschleunigt, so kann man sofort erkennen, dass eine Bewegungsänderung stattfindet und damit die Kraft nach dem 2. Newtonschen Gesetz (
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