Die Gesetze, die die Bewegung regeln, entgingen Wissenschaftlern, Philosophen und anderen großen Denkern bis zum 17. Jahrhundert. Dann, in den 1680er Jahren, schlug Isaac Newton drei Gesetze vor, die erklärten, wie Trägheit, Beschleunigung und Reaktion die Bewegung von Objekten beeinflussen. Zusammen mit dem Newtonschen Gravitationsgesetz bildeten diese Gesetze die Grundlage der klassischen Physik.
Das Gesetz der Trägheit
Newtons erstes Bewegungsgesetz, auch bekannt als Trägheitsgesetz, besagt, dass sich Objekte weder von selbst bewegen noch aufhören, sich zu bewegen. Ein Objekt ändert seinen Bewegungszustand nur, wenn es von einer äußeren Kraft beeinflusst wird. Ein ruhender Ball bleibt zum Beispiel in Ruhe, bis Sie ihn drücken. Es rollt dann, bis Reibung vom Boden und die Luft es zum Stillstand bringt.
Das Gesetz der Beschleunigung
Das zweite Newtonsche Gesetz erklärt, wie äußere Kräfte die Geschwindigkeit eines sich bewegenden Objekts beeinflussen. Es besagt, dass die Beschleunigung eines Objekts direkt proportional zu der Kraft ist, die sie verursacht, und umgekehrt proportional zur Masse des Objekts. In der Praxis bedeutet dies, dass ein schweres Objekt mehr Kraft erfordert als ein leichtes.
Betrachten Sie ein Pferd und einen Wagen. Die Kraft, die das Pferd aufbringen kann, bestimmt die Geschwindigkeit des Wagens. Das Pferd könnte sich mit einem kleineren, leichteren Wagen im Schlepptau schneller bewegen, aber seine Höchstgeschwindigkeit wird durch das Gewicht eines schwereren Wagens begrenzt.
In der Physik zählt Verzögerung als Beschleunigung. Somit verursacht eine Kraft, die in die entgegengesetzte Richtung eines sich bewegenden Objekts wirkt, eine Beschleunigung in diese Richtung. Wenn beispielsweise ein Pferd einen Karren bergauf zieht, zieht die Schwerkraft den Karren nach unten, während das Pferd nach oben zieht. Mit anderen Worten, die Schwerkraft bewirkt eine negative Beschleunigung in Bewegungsrichtung des Pferdes.
Das Gesetz der Reaktion
Newtons drittes Gesetz besagt, dass es für jede Aktion in der Natur eine gleiche und entgegengesetzte Reaktion gibt. Dieses Gesetz wird durch das Gehen oder Laufen demonstriert. Wenn Ihre Füße Kraft nach unten und hinten ausüben, werden Sie nach vorne und nach oben getrieben. Dies ist als "Bodenreaktionskraft" bekannt.
Diese Kraft ist auch bei der Bewegung einer Gondel zu beobachten. Wenn der Fahrer seine Stechstange unter der Wasseroberfläche gegen den Boden drückt, erzeugt er eine mechanische System, das das Boot entlang der Wasseroberfläche mit einer Kraft vorwärts treibt, die derjenigen entspricht, die es auf die Boden.
