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II. Mechanik.
1. Mechanik fester Körper.
Wir haben uns bisher nur gekümmert um Länge und Zeit, d. h. wir
haben die bewegte Masse selbst noch nicht berücksichtigt.
Eine solche Betrachtung bildet eine Art Geometrie der Bewe gung
und führt den Namen Kinematik (vgl. S. 9). Man kann alle Bewegungen
in dieser vereinfachten Form untersuchen. Um aber für die komplizierten
Bewegungen bestimmtere physikalische Vorstellungen zu gewinnen, wollen
wir uns vorher mit dem Begriffe der Masse vertraut machen, wobei wir
zunächst der Einfachheit wegen als bewegte Materie einen starren Körper
annehmen.
Masse und Kraft.
19. Wenn man durch irgendeine Kraft, z. B. die Muskelkraft eines
Armes, einen Körper in Bewegung bringen, ihm also eine Beschleunigung
erteilen will, fühlt man einen Widerstand, und wenn man umgekehrt einen
bewegten Kórper zum Stillstande bringen, ihm also eine negative Be-
schleunigung erteilen will, fühlt man wieder einen Widerstand. Es kostet
(auch abgesehen von der Reibung) Anstrengung, einen Wagen in Be-
wegung zu setzen; es kostet dann genau dieselbe Anstrengung in ent-
gegengesetzter Richtung, um den bewegten Wagen zur Ruhe zu bringen.
Es ist eine Erfahrungstatsache, daB eine Beschleunigung nie von
selbst auftritt. Sooft Bewegung entsteht, nehmen wir immer eine
wirkende Ursache an, die wir Kraft nennen. Wenn ein Körper eine
bestimmte Geschwindigkeit (die auch Null sein kann) und Geschwindig-
keitsrichtung besitzt, so ist jede Änderung der Geschwindigkeit oder auch
nur der Geschwindigkeitsrichtung allein möglich infolge einer äußeren
Ursache, einer‘ äußeren Kraft. Diese Eigenschaft jedes Körpers,
den Bewegungszustand, d. i. seine Geschwindigkeit und
Geschwindigkeitsrichtung (oder seine Ruhe) beizubehalten,
heißt Trägheit. Alles, was der Trägheit entgegen den Be-
wegungszustand eines Körpers ändert, heißt Kraft. (Galilei,
1638, Newton, 1687.)
Wir sehen, daß ein und dieselbe Masse unter der Einwirkung ver-
Schiedener Kráfte verschiedene Beschleunigungen erfáhrt, und setzen
die jeweilige Kraft der durch sie erzeugten Beschleunigung proportional.