Auf alle Dinge in unserer Umgebung wirken Kräfte ein, aber welche? Es gibt nämlich viele Arten von Kräften, allerdings nur eine die auf alle Körper auf der Erde einwirkt: die Schwerkraft. Sie sorgt dafür, dass der Regen abwärts und nicht aufwärts fällt und sie erklärt wieso ein Stein den wir in die Luft geworfen haben, wieder zur Erde zurückkehrt.

Ende des 16. Jahrhunderts stieg der italienische Mathematiker und Physiker Galileo Galilei auf den schiefen Turm von Pisa, um Untersuchungen über die Fallbewegung zu machen. Er warf zwei verschieden schwere Steine hinab und stellte fest, dass beide gleichzeitig aufschlugen. Das schien ihm nähere Studien wert, hatte doch Aristoteles 2000 Jahre zuvor gelehrt: Schwere Gegenstände fallen schneller als leichte. Galilei beschäftigte sich also weiter mit dieser Thematik und entdeckte dabei, dass in den Gesetzen des freien Falls – also ohne Luftwiderstand – die Masse des fallenden Körpers unerheblich ist. So berechnet sich die Fallgeschwindigkeit nur aus der Gravitationsbeschleunigung – einem konstanten Faktor – multipliziert mit der Fallzeit. Dies war der Beginn der experimentellen Forschung in der Physik (griechisch ‚physikē‘ – Natur).

Aufbauend auf Galilei’s Erkenntnissen formulierte nur wenige Jahre später der englische Physiker, Mathematiker und Astronom Isaac Newton das Gesetz von der Schwerkraft. Weil ihm angeblich einmal fast ein Apfel auf den Kopf gefallen wäre soll er sich gefragt haben: Warum fiel der Apfel nach unten und nicht nach oben? Und warum fällt der Mond nicht auf die Erde? Diese Überlegungen führten ihn wenige Jahre später zur Entdeckung eines Gesetzes welches das Weltall regiert: das Gesetz der Schwerkraft. Nach dem lateinischen Wort ‚gravitas‘ für Schwere auch Gravitation genannt.

Nun konnten Newton und die anderen Astronomen nicht nur die Bewegungen der Planeten um die Sonne und deren Massen berechnen. Seit man wusste, dass Mond und Sonne die Gezeiten der Weltmeere verursachen, ließen sich auch Ebbe und Flut zeitlich weit voraus berechnen. Später widmete Newton den größten Teil seiner wissenschaftlichen Arbeit der weiteren Erforschung des Gravitationsgesetztes, das für so viele Erscheinungen eine Erklärung lieferte. Seine Studien führten den überragenden Denker schließlich auch zu der Frage, was eigentlich Bewegung ist. Beharrlich erforschte Newton ihre Gesetze und verarbeitete sie in mathematischen Formeln. Mit seinen drei Axiomen (Grundannahmen) über den Zusammenhang von Kraft und Bewegung, wurde Isaac Newton zum Begründer der klassischen Mechanik (Bewegungslehre) – einem überaus bedeutungsvollen Teilbereich der Physik.

Die newtonsche Axiome lauten:

1. Trägheit:

Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen geradlinigen Bewegung solange keine Kräfte auf ihn einwirken.

2. Dynamik:

Die Bewegungsänderung (Beschleunigung) eines Körpers ist der einwirkenden Kraft proportional und ihr gleichgerichtet.

3. Wechselwirkung:

Die Wirkung ist stets gleich groß wie die Gegenwirkung aber von entgegengesetzter Richtung – Actio gleich Reactio.

 

Bemerkenswertes – Hochsprung auf dem Mond:

Der Mond hat nur ein sechstel der Anziehungskraft der Erde, denn seine Masse ist viel kleiner als die Masse der Erde. Ein Astronaut könnte also auf dem Mond – bei gleichem Kraftaufwand – sechsmal so hoch springen wie auf der Erde. Vorausgesetzt sein schwerer und unbequemer Raumanzug ließe das zu.