Newtons erstes Gesetz und Trägheitssysteme

Newtons erstes Gesetz ist teils Definition und teils experimentell. Aufgrund der Definition eines Inertialsystems bewegen sich isolierte Körper in Inertialsystemen gleichmäßig. Im Gegensatz dazu ist die Behauptung, dass Inertialsysteme existieren, eine Aussage über die physikalische Welt.

Die Behauptung in den letzten Zeilen folgt meiner Meinung nach aus der folgenden Aussage.

Es ist immer möglich, ein Koordinatensystem zu finden, in dem sich isolierte Körper gleichförmig bewegen.

Gehe ich recht in der Annahme, dass die Behauptung aus der obigen Aussage folgt?

Als nächstes wird ein isolierter Körper als kräftefrei betrachtet. Ein Körper, der nicht isoliert ist, aber eine Netto-Nullkraft erfährt, bewegt sich auch in Inertialsystemen gleichmäßig. Ich behaupte folgendes:

Es ist immer möglich, ein Koordinatensystem zu finden, in dem sich Körper, die eine Netto-Nullkraft erfahren, gleichförmig bewegen.

Obwohl ich denke, dass dies für mich sinnvoller ist, lasse ich immer noch Raum für Zweifel. Kann ich mit obiger Aussage falsch liegen?

Lesen Sie diese Antwort. Sie wären mehr als zufrieden ... physical.stackexchange.com/q/70186
@AbhinavDhawan Einige großartige Antworten dort. Die Diskussion dort drehte sich jedoch um isolierte Körper oder Körper, die nicht mit dem Rest des Universums interagieren. Hier betrachte ich einen Körper, der mit zwei oder mehr Körpern auf eine Weise interagiert, die keine wirkliche Beschleunigung in ihm erzeugt.
Die Diskussion dort deckt beide Fälle ab. Der zweite Fall wird in der Antwort von joshphysics unter dem zweiten Hauptsatz behandelt, wenn Sie die Gesamtkraft auf Null setzen. Außerdem ist Ihre Formulierung irreführend. Es sieht nur einen Rahmen vor, während ein Rahmen eines isolierten Körpers träge ist.
@safesphere "Es sieht nur einen Rahmen vor, während ein Rahmen eines isolierten Körpers träge ist." Können Sie dies näher erläutern?
Sie sagen: "Es ist immer möglich, ein Koordinatensystem zu finden ..." Diese Formulierung impliziert, dass mindestens ein solches System (Rahmen) existieren muss, aber nicht mehr als eines erfordert oder garantiert.
@safesphere, es gibt eine Frage, die ich gerne stellen würde. Die Antwort auf die Frage könnte mir helfen, durchzukommen. Newtons erstes Gesetz besagt, dass es Trägheitssysteme gibt. Warum glauben wir an diese Behauptung?
Laut der Antwort von Joshphysics im obigen Link ist die Existenz von Trägheitsrahmen eine experimentelle Tatsache. Ich persönlich ziehe es vor, dies in Bezug auf die Raumzeitsymmetrie zu sehen, so dass die Existenz der Symmetrie eine experimentelle Tatsache ist und die Existenz von Trägheitsrahmen eine Folge dieser Tatsache ist.
@safesphere Newtons Gesetze schienen so einfach, bis ich „An Introduction to Mechanics“ von Kleppner berührte. Es bringt mich dazu, zu viele Fragen zu stellen (vielleicht auch einige wirklich dumme). Ich möchte Sie nicht weiter belästigen, aber ich bin wirklich neugierig zu erfahren, wie es zu einer experimentellen Tatsache wurde. Gibt es ein Experiment, auf das Sie mich hinweisen könnten? Oder sollte ich diese Behauptung vorerst einfach für eine Tatsache halten und fortfahren?
Entschuldigung, vielleicht kann @joshphysics auf die Experimente mit Trägheitsrahmen antworten. Ich möchte jedoch hinzufügen, dass die Newtonsche Physik auf der absoluten Raumzeit basiert, weil die Galileische relative Raumzeit mit der Elektrodynamik nicht kompatibel ist. Siehe dies und die Links dort: physical.stackexchange.com/questions/369594/… - Die Newtonsche Physik postuliert also den absoluten Trägheitsrahmen zusätzlich zur Existenz relativer Trägheitsrahmen, da die Maxwell-Gleichungen unter der Galileischen Transformation nicht invariant sind.
@ R004 Es gibt zwei Standpunkte, zum einen ist Newtons erstes Bewegungsgesetz ein Postulat, das die Existenz eines Trägheitsreferenzrahmens besagt (ein Rahmen, mit dem die Beschleunigung eines isolierten Körpers berechnet wird, und der andere verschwindet). die Existenz eines Inertialrahmens ist eine experimentell a priori bekannte Tatsache. Unabhängig davon, welche Betrachtungsweise angebracht ist, sind die Newtonschen Gesetze ein in der Praxis gut funktionierendes Modell für die dynamische Bewegung materieller Teilchen. Da das Experiment der wahre Test allen Wissens ist, ist dies ein gutes Modell, um Bewegung zu untersuchen.

Antworten (2)

Nun, da alles relativ zueinander ist, gibt es keinen Standard-Trägheitsreferenzrahmen. Sie betrachten also zunächst einen bestimmten Rahmen als Trägheit (im Allgemeinen wird alles in Bezug auf die Erde berechnet, obwohl sie sich in Kreisbewegung befindet, was bedeutet, dass sie beschleunigt wird) und berechnen alles andere in Bezug darauf.

Ein Beispiel für Ihren ersten Teil wäre, dass zwei Autos, die in die gleiche Richtung beschleunigen, sich vom Autorahmen aus betrachtet gleichförmig oder in Ruhe bewegen, aber für einen Außenstehenden von einer Kraft beaufschlagt werden. Sie können also ein System finden, bei dem sich Körper gleichmäßig in einem Rahmen bewegen, aber nicht in allen.

Das obige Beispiel beantwortet auch Ihre zweite Frage, da die Nettokraft auf jedes Auto von außen gesehen Null ist, aber nicht für einen externen Beobachter.

Wie geht dies aus der Ferne auf die Frage nach OP ein? Außerdem sind Ihre Behauptungen irreführend, wenn nicht sogar falsch. Zum Beispiel betrachten Sie einen Rahmen nicht nur als Trägheit. Ob ein Rahmen inertial ist oder nicht, ist eine empirische Frage.

Objekt in Ruhe oder in gleichförmiger Bewegung kann nicht ohne Erinnerung in der wahrnehmenden Person wahrgenommen werden. Selbst mit dem Gedächtnis existiert das Konzept eines Objekts in Ruhe oder einer gleichmäßigen Bewegung über die Zeit (z. B. die sich über mehr als einen Moment erstreckt, was wiederum die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden Augenzwinkern ist) nur über diese Zeit im Kopf. Die Welt, die außerhalb des Verstandes erscheint, erneuert sich jeden Moment wie die Einzelbilder eines Kinofilms, die auf eine Leinwand projiziert werden. Denken Sie daran, dass der Bildschirm Bewusstsein ist, ähnlich dem mentalen Äther. Die Erinnerung im Geist erschafft Zeit und „keine Bewegung im Laufe der Zeit“ als Ruhe oder „gleichmäßige Bewegung“ im Laufe der Zeit. Die Sprache der Physik ignoriert die Tatsache, dass es keine Welt außerhalb des Verstandes gibt, sondern dass diese Welt außerhalb des Verstandes zu existieren scheint, ALS OB sie eine kontinuierliche Existenz außerhalb des Verstandes hätte. Was in der Physik studiert wird, ist nur das „ALS OB außerhalb des Verstandes“; es ist das Modell der Welt und des Kosmos, das im Kopf der Person (einschließlich des Physikers) erscheint. Diese Tatsache muss auch auf die Gefahr des Ausschlusses dieses Autors aus dem Physik-Stack-Austausch hin angegeben werden.

Der im Geist wahrgenommene Zustand der Welt ändert sich im nächsten Moment, aber nicht in jeder Hinsicht, sagen wir, Berge bewegen sich nicht und der Atem bewegt sich immer. Aber das meiste, was im Modell von Welt und Kosmos erscheint, scheint den von Begabten formulierten Gesetzen der Physik und anderer Naturwissenschaften zu entsprechen. Die Gesetze werden in ihrem Kopf entdeckt. Newton und Einstein waren zwei solcher begabten Personen.

Die drei von Newton formulierten Bewegungsgesetze gelten in Segmenten (z. B. Koordinatensystem, isolierter Körper in Ruhe oder in gleichförmiger Bewegung, eine einzelne Kraft oder keine Kraft), die in Segmenten des Modells der Welt und des Kosmos der Physik vorgestellt werden. Physiker formulieren Gesetze nur für Segmente des Modells und dies wird durch den Reiter 'sonst bleibt's gleich' angezeigt Insofern ist die zu prüfende Frage mit Antwort in Ordnung.

Ich finde diese Antwort nicht überzeugend. Es ist in der Tat frustrierend zu lesen. Woher kommt dieses Wissen?
@ R004 natürlich aus seinem eigenen Kopf heraus, gemäß der Antwort.
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