Klassische Mechanik: Auch heute noch aktuell
Die klassische Mechanik ist im Gegensatz zur Quantenmechanik und der Relativitätstheorie eines der ältesten Gebiete der Physik. Sie beschäftigt sich mit der Bewegung und der Wechselwirkung von Objekten (auch Körper genannt), die wir mit dem bloßen Auge beobachten können und die sich im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit langsam bewegen.
Isaac Newton entwickelte hierfür im Jahre 1686 eine auf Vorarbeiten von bedeutenden Wissenschaftlern wie Galileo Galilei und Johannes Kepler basierende in sich geschlossenen Theorie, welche vollständig durch die Newtonschen Gesetze bestimmt wird.
1. Trägheitsgesetz (bzw. Beharrungsprinzip): „Jeder Körper beharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen geradlinigen Bewegung, wenn er nicht durch äußere Kräfte gezwungen wird, seinen Zustand zu ändern.“
2. Bewegungsgesetz: „Die Änderung der Bewegung ist der Einwirkung der bewegenden Kraft proportional und geschieht nach der Richtung derjenigen geraden Linie, nach welcher jene Kraft wirkt.“
3. Wechselwirkungsgesetz: „Die Wirkung ist stets der Gegenwirkung gleich, oder Wirkungen zweier Körper aufeinander sind stets gleich und von entgegengesetzter Richtung.“
Darüber hinaus gilt das Superpositionsprinzip: „Wirken auf einen Punkt (oder einen starren Körper) mehrere Kräfte, so addieren sich diese vektoriell zu einer resultierenden Gesamtkraft auf.“
Der Hammerwerfer – ein Beispiel aus der klassischen Mechanik
Die folgende Aufgabe findet sich in dem Buch „Schülervorstellungen und Physikunterricht“ von Horst Schecker, Thomas Wilhelm, Martin Hopf und Reinders Duit, erschienen bei Springer Spektrum. In der (von uns nachgezeichneten) Abbildung siehst du einen Hammerwerfer, der den "Hammer" (den im Sport üblichen Ball) mit einer drehenden Bewegung in Schwung bringt.
Rechts im Bild haben wir verschiedene Bahnen eingezeichnet – aber nur eine davon wird der Ball auch tatsächlich nehmen, wenn der Hammerwerfer ihn loslässt.
