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physik artikel (Interpretation und charakterisierung)

Newton

Gesetz

Bomben

Leben und werk - isaac newton


1. Atom
2. Motor



Isaac Newton wurde am 25. Dezember 1642 (nach heutigem Kalender der 4. Jan 1643) im englischen Dorf Woolsthorpe in der Nähe von Nottingham geboren. Die Familie war nicht besonders reich, jedoch besaßen Sie einen größeren Herrensitz. Sein Vater starb 3 Monate vor seiner Geburt. Die Mutter verheiratete sich wieder und zog fort. Isaac blieb bei seiner Großmutter in Woolsthorpe.Er kaufte sich während seiner Schulzeit von seinem Taschengeld Werkzeug und Materialien zum Bau von kleinen Erfindungen, wie z.B. eine Wasseruhr, eine Windmühle, etc.Nach einer Dorfschule in der er Lesen, Schreiben und Rechnen lernte, ging er aufs König Eduard VI.-Gymnasium in der 9 km weit entfernten Stadt Grantham. Er mochte keinen Sport.



Nachdem er die Schule beendet hatte, versuchte er sich als Landwirt, aber anstatt auf die Schafe aufzupassen experimentierte er lieber am Fluß mit Schöpfrädern oder er schnitzte. Durch dieses Misstalent kam er dann schließlich wieder auf die Schule zurück, wo er Klassenbester wurde. Von dort kam er schon bald (1661) als Achtzehnjähriger aufs Trinity College zum Studium. Für die nächsten 35 Jahre wurde Cambridge zu seinem Wohnsitz. Auf der Universität mußte Newton zuerst die üblichen Fächer belegen: Sprachen der Griechen und Römer, Philosophie, Ethik, Logik und Rhetorik. Newton mußte sich sein Studium durch kleine Behelfsjobs selbst verdienen. Erst später wurde ihm Mathematik gelehrt und zwar vom berühmten Mathematiker Isaac Barrow, der Newton mochte und ihn förderte. Im Januar 1665 erhielt er das Bakkalaureat (Abitur). Er befaßte sich mit den Büchern von Johannes Kepler, Galileo Galilei und Robert Boyle der durch seine Revolutionären Methoden bekannt wurde. Newton war so gut in Mathematik, daß er sogar seine Hochschullehrer übertraf. Zu seinen ersten eigenen Forschungsergebnissen gehörte die Entwicklung der Binominalreihe. Durch das Bakkalaureat konnte er vier weitere Jahre am Trinity College studieren, was er aber nicht beenden konnte da noch im selben Jahr die Pest ausbrach und die Universität geschlossen wurde. Dadurch kehrte er in seinen Geburtsort zurück, um dort seine Studien weiterzuführen. Dort, so bezeichnete er es selbst, verbrachte er seine kreativsten Jahre. Seine Ergebnisse jedoch wollte er noch nicht veröffentlichen.

Er entdeckte zum Beispiel, daß Licht nicht nur aus einer einzigen reinen Substanz bestand, sondern das Licht aus mehreren Farben, den Regenbogenfarben, bestand.

Ein großer Widersacher Newton's war Gottfried Wilhelm Leibniz. Er und Newton entwickelten ungefähr zur selben Zeit eine Rechnungsart die Newton Fluxionsrechnung (oder Differenzialrechnung) und Leibniz Infinitesmalrechnug nannte. Es ist jedoch heute erwiesen, daß beide Wissenschaftler unabhängig voneinander diese Rechnung entwickelt haben. Trotzdem wurde die Rechnung unter Leibniz' Namen (Infinitesmalrechnung) bekannt.

1667 kehrte Newton zum Trinity College zurück, welches nach der Pest wieder geöffnet hatte. Dort wurde er zum Dozenten gewählt. 1669 wurde ihm eine noch größere Ehre zuteil als er Nachfolger seines früheren Lehrmeisters Isaac Barrow wurde. Damals war er noch keine 27 Jahre alt. Jedoch hatte er nicht sehr viel Erfolg als Lehrer, da sich nur wenig Studenten für ihn interessierten.

Zu einer weiteren Erfindung Newtons gehörte das Spiegelteleskop.

Er kam auf die Idee nach innen gewölbte Linsen zu benutzen die dann

das Licht bündelten. Vorher sah man nämlich immer einen farbigen

Kranz um einen Stern. 1671 führte er sein Teleskop dem Royal Society

vor. Das Royal Society bestand zwar erst elf Jahre, genoß aber einen Spiegel

großen Ruf. 1672 wurde Newton zum Mitglied ernannt. Linse

In den 70er Jahren befaßte sich Newton weniger mit Mathematik und Optik sondern widmete sich eher der Alchimie, der Theologie und der Chemie. Jedoch ließen ihn die Gedanken und Ideen die er während der Pest gesammelt hatte nicht los und so verfaßte er ein Buch indem er seine 3 Bewegungsgesetzte niederschrieb. Das Buch wurde 1687 veröffentlicht und heißt "Principia\". In diesem Buch beschrieb Newton die Entdeckung des "inversen Abstandsquadrat-Gesetzes\". Robert Hooke allerdings erhebte Einspruch dagegen, da er behauptete, er hätte dieses Gesetz erfunden. So entfachte sich ein neuer Streit zwischen Newton und einem anderen Wissenschaftler

Die drei Bewegungsgesetzte:

Das erste Gesetz besagt: Ein Körper verharrt in Ruhe oder in gleichförmig gradliniger Bewegung, wenn dieser zustand nicht durch eine auf ihn einwirkende Kraft geändert wird. Würde man einen Ball im leeren Raum anstoßen, würde er in einer geraden Linie immer weiterfliegen. Doch tritt man einen Ball hier auf der Erde in die Luft, so wirken sich die Schwerkraft und der Reibungswiederstand der Luft auf ihn aus, der Ball verliert an Geschwindigkeit und fällt zu Boden.

Das zweite Gesetz besagt: Wirkt eine gegebene Kraft auf einen Körper, so verleiht sie ihm eine bestimmte Beschleunigung. Die Beschleunigung ist abhängig von der Stärke der Kraft und von der sog. "trägen\" Masse des Körpers. Tritt man einen Ball, so bewegt er sich in der Richtung in die man getreten hat. Tritt man einen Ball kräftiger, so bewegt er sich mit größerer Geschwindigkeit. Tritt man einen schwereren Ball, so bewegt er sich langsamer.



Das dritte Gesetz besagt: Jeder Wirkung entspricht eine gleich große entgegengerichtete Gegenwirkung (auf lateinisch: "actio = reactio\"). Wenn zwei Bälle aufeinandertreffen und daraufhin zurückprallen, so entsprechen die Geschwindigkeiten beim zurückprallen den Geschwindigkeiten beim aufeinandertreffen.



Einer Anekdote zur Folge kam Isaac Newton der Gedanke zur

Schwerkraft als er in seinem Garten unter einem Baum saß und

ihm ein Apfel auf den Kopf fiel. Daraus folgerte er, daß die Schwer-

kraft auch auf den Mond einwirken müßte. So sagte er, daß die

Umlaufbahn des Mondes sich aus zwei sich ausgleichenden Kräften

bestehen müßte. Nämlich der Zentripetalkraft, die Körper zum Mittel-

punkt der Umlaufbahn zieht, und der Zentrifugalkraft, die den Körper

vom Mittelpunkt wegstreben läßt.

Außerdem verfaßte er in seiner "Prinzipia\" das Newtonische Gravitationsgesetz:

- Jedes Stück Materie verfügt über eine sog. "schwere Masse\", der Ursache für ihre Anziehungskraft.

- Die Schwerkraft zwischen zwei Körpern verhalten sich proportional zum Produkt ihrer Massen.

- Die Änderung der Schwerkraft verhält sich invers proportional dem Quadrat ihres Abstandes. (Wenn man den Abstand verdreifacht, vermindert sich die Schwerkraft um ein Neuntel)

F = G * m1 * m2



Wobei F = Schwerkraft und G = Gravitationskonstante und r = Abstand.

Die "Principia\" bestand aus drei Büchern:

Im ersten Buch wurden die drei Bewegungsgesetze dargelegt und die Bahnen der Planeten beschrieben.

Im zweiten Buch ging es um Flüssigkeiten und Gase sowie die Widerlegung einer Wirbeltheorie, derzufolge der Mond sich in einem Wirbel um die Erde dreht.

Im dritten und letztem Buch wird dargelegt, daß die Schwerkraft von der Masse abhängig ist.

Trotz seiner Gesetzte und Theorien konnte Newton jedoch nicht die Ursache der Schwerkraft nachweisen.

Kurz nach seinem 50. Geburtstag, im Jahre 1693, hatte Newton einen schweren Nervenzusammenbruch und litt unter Depression und Geistesverwirrung. Viele Jahre hatte er schlaflose Nächte damit verbracht seine Forschung zu vollführen. All diese Anstrengungen und der Verlust eines guten Freundes brachten ihn zum Zusammenbruch. Damit war seine Karriere beendet. Er erholte sich zwar, konnte aber seine Forschungen nicht mehr weiterführen. Jedoch beschäftigte er sich weiterhin mit Alchimie und Religion. 1689-1690 wurde er zum Abgeordneten der Universität Cambridge. 1696 folgte die Ernennung zum Münzwardein (Aufsichtsbeamter) der königlichen Münze und drei Jahre später zum Münzmeister, heute vergleichbar mit dem Finanzminister. Er verfolgte Falschmünzer und Banknotenfälscher mit verbissener Energie und sorgte dafür das einige davon hingerichtet wurden. 1700 siedelte Newton von Cambridge nach London über. 1703 wurde er zum Präsidenten der Royal Society gewählt. Erst nach dem Tod seines Rivalen Robert Hooke, entschloß sich Newton zur Veröffentlichung seines Buches "Opticks\" mit Untersuchungen von Licht und Farben.

1705 wurde Newton als erster Wissenschaftler von Königin Anna zum Ritter geschlagen. Von seinem Principia kam 1713 eine zweite und 1726 eine dritte Auflage an die Öffentlichkeit.

Sein Gesundheitszustand verschlechterte sich immer mehr, bis er schließlich am 20. März 1727 (bzw. am 31. März) im Alter von 84 Jahren in London starb.

 
 




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