Fachbegriffe in der Physik

Die Masse ist eine Eigenschaft der Materie. Sowohl die auf einen Körper wirkenden als auch die von ihm verursachten Gravitationskräfte sind proportional seiner Masse. Ebenso bestimmt sie die Trägheit, mit der der Bewegungszustand des Körpers auf Kräfte reagiert.

In der klassischen Mechanik wird die Masse einer festen Stoffmenge als invariant angesehen. Seit Einsteins Relativitätstheorie gilt diese Annahme bestenfalls für die Ruhemasse eines Objektes, denn mit zunehmender Geschwindigkeit relativ zu dem System, in dem man misst, nimmt die Masse eines Körpers zu.

Die Masse-Energie-Äquivalenz ist eine der zentralen Konsequenzen aus den Ansätzen der Speziellen Relativitätstheorie: Da die Masse bei der Erhöhung der Relativgeschwindigkeit zunimmt, die Geschwindigkeit aber nahe der Lichtgeschwindigkeit kaum grösser wird, muss sich die durch die Beschleunigungsarbeit übertragene Energie in der Massenzunahme wieder finden. Somit hängen Energie und Masse miteinander zusammen, sie sind einander direkt proportional. Die Masse eines Körpers ist ein Maß für dessen Energieinhalt. Einstein leitete den Zusammenhang her, dass die Energie das Produkt aus der Masse und dem Quadrat der Lichtgeschwindigkeit ist (E = m•c²).

Eine allgemeine Hypothese oder Aussage über das Verhältnis natürlicher Grössen, die immer wieder getestet und nicht widerlegt wurde.

Als Ordinatenachse (oder kurz Ordinate) bezeichnet man die vertikale Achse eines kartesischen Koordinatensystems.

Das Prinzip der Relativität wird in der klassischen Mechanik schon sehr lange benutzt, vor allem von Galilei Galileo und Christiaan Huygens, die damit im 17.Jahrhundert die Kollisionsregeln etwa von Billardkugeln berechneten. Die Formulierung gemäss Galilei besagt, dass die Gesetze der Mechanik unabhängig vom Bewegungszustand des Bezugskörpers sind. Man muss nur die Geschwindigkeit des bewegten Systems zur Geschwindigkeit des bewegten Objekts hinzuaddieren.

Im 19. Jahrhundert stellte sich heraus, dass das Relativitätsprinzip für die Maxwell‘schen Gleichungen, also für Aussagen im Bereich der Elektrodynamik und des Magnetismus, nicht gilt. Elektromagnetische Wellen breiten sich mit einer Geschwindigkeit aus, die immer denselben Wert hat, egal, aus welchem System heraus man sie zu bestimmen versucht. Die einfache Addition der Geschwindigkeiten gemäss Galilei ist also nicht mehr möglich. Einsteins Relativitätstheorie vereint das Relativitätsprinzip aus der klassischen Mechanik mit den Maxwell‘schen Gleichungen.

Die Spezielle Relativitätstheorie ist Einsteins berühmteste Theorie, die er 1905 formulierte. Sie besagt, dass die Wahrnehmung von Raum und Zeit nicht überall gleich ist, sondern abhängig vom Standpunkt des Beobachters variiert. Zwei Annahmen sind dabei essenziell:

• Der absolute Raum wird durch einen von den Bewegungen des Bezugskörpers abhängigen Raum ersetzt, die absolute Zeit durch eine Zeit, die relativ zur Bewegung ist. Die Naturgesetze sind dabei unabhängig vom Bewegungszustand des Bezugskörpers (Relativitätsprinzip).
• Die Lichtgeschwindigkeit hat hingegen immer denselben Wert, unabhängig vom Bezugssystem.

Die Resultierende oder resultierende Kraft ist die netto Kraft von einer oder mehr wirkenden Kräften. Man erhält sie durch Vektoraddition.

Eine Synthese aus einer grossen Menge an Informationen, die gut getestete und verifizierte Hypothesen über bestimmte Aspekte der natürlichen Welt umfasst.

Trägheit ist die Eigenschaft von Körpern, sich Änderungen ihres Bewegungszustands zu widersetzen.

Jeder Körper verharrt in seinem Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen geradlinigen Bewegung, wenn er nicht durch einwirkende Kräfte gezwungen wird, seinen Zustand zu ändern.