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Zusammenfassung

Dieses Kapitel behandelt die Bewegung eines Massenpunktes, an dem eine Anziehungs- oder Abstoßungskraft angreift, deren Wirkungslinie stets durch ein und denselben festen Punkt hindurchgeht. Dieser feste Punkt wird das Kraftzentrum genannt. Das soll aber nicht heißen, daß die Kraft von diesem Zentrum ausgeht, oder daß es sich nur um eine einzige Kraft handelt, es ist nur gemeint, daß die Resultierende der sämtlichen Kräfte, die an dem Massenpunkt angreifen, stets durch diesen Punkt hindurchgeht. Die Kraft kann nach diesem Punkt hin, sie kann aber auch von ihm fortgerichtet sein, oder aber es kann zeitweise das eine, zeitweise das andere stattfinden. Sie kann auch in irgendeinem Zeitpunkt verschwinden; für den Fall, daß die Kraft an einer Stelle unendlich groß wird, ist eine spezielle Untersuchung, auf welche hier nicht eingegangen werden soll, erforderlich, um die weitere Bewegung zu verfolgen. Da in astronomischen und physikalischen Problemen Anziehungskräfte am häufigsten auftreten, sollen sich die nachfolgenden Entwicklungen auf diese beziehen; den anderen Fall der Abstoßungskräfte erhält man einfach, indem man das Vorzeichen des Intensitätskoeffizienten der Kraft für die Entfernung eins ändert.

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Geschichtliche Übersicht und Literatur

  • Die Zentralkräfte wurden zuerst von Newton untersucht. In den Abschnitten II und III des ersten Buches der Prinzipien gab er eine glänzende geometrische Darstellung und gelangte zu mehreren sehr allgemeinen Sätzen; besonders diese Abschnitte der Prinzipien verdienen ein sorgfältiges Studium.

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  • Die sämtlichen einfacheren Fälle wurden im 18. Jahrhundert mit Hilfe von analytischen Methoden behandelt. Einige ausführliche Beispiele finden sich in Legendres Traité des Fonctions Elliptiques. Eine Auseinandersetzung der Prinzipien und eine Reihe von Beispielen enthält jedes neuere Werk über Analytische Mechanik; zu den besten Darstellungen gehören das 5. Kapitel in Tait und Steeles Dynamics of a Particle, und das 10. Kapitel, vol. I. von Appels Mécanique Rationelle. Staders Abhandlung, Journal für Mathematik, Band XLVI erörtert den Gegenstand in großer Ausführlichkeit. Für das besondere Problem, in welchem die Kraft der fünften Potenz der Entfernung umgekehrt proportional ist, wurde eine vollständige und elegante Darstellung von Mac Millan in The American Journal of Mathematics, vol. XXX, pp. 282-306 gegeben.

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  • Das Problem, den allgemeinen Ausdruck für die sämtlichen Kräftefunktionen zu finden, welche für Doppelsternsysteme gelten, wurde von Bertrand in vol. LXXXIV der Comptes Rendus vorgeschlagen und unmittelbar darauf von Darboux und Halphen gelöst und in demselben Bande veröffentlicht. Die obige Darstellung in diesem Buche ist ähnlich der von Darboux, welche sich auch in einem Anhang am Ende der Mécanique von Despeyrous findet. Die Methode von Halphen ist in Tisserands Mécanique Céleste, vol. I, p. 36 und in Appels Mécanique Rationelle vol. I. p. 372 auseinandergesetzt. Man scheint allgemein übersehen zu haben, daß Newton dasselbe Problem bereits in den Prinzipien Buch I, Scholium zu Proposition XVII behandelt hat. Diese Darstellung wurde wiedergegeben und ihre Übereinstimmung mit dem Werk von Darboux und Halphen von Professor Glaisher in den Monthly Notices f. R. A. S., vol. XXXIX dargetan.

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  • Bertrand hat bewiesen (Comptes Rendus, vol. LXXVII.), daß die einzigen Funktionen für eine Zentralkraft, unter derem Einfluß ein Massenpunkt unter allen möglichen Anfangsbedingungen einen Kegelschnitt beschreibt, durch \( f = \pm {\text{ }}\frac{{{k^2}}}{{{r^2}}} \) und f = ± k 2 r dargestellt sind. Koenigs hat bewiesen (Bulletin de la Société Mathématique, vol. XVII.), daß dies auch die einzigen Funktionen für eine Zentralkraft sind, welche nur von der Entfernung abhängen, und unter allen Anfangsbedingungen zu algebraischen Kurven führen. Griffin hat bewiesen (American Journal of Mathematics, vol. XXXI.), daß das Newtonsche Gesetz die einzige Funktion darstellt, für welche die Kraft nur von der Entfernung abhängt und im Kraftzentrum nicht verschwindet, und welche in der ganzen Ebene reell ist, indem sie eine elliptische Bahnkurve liefert.

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Dieses Kapitel ist Teil des Digitalisierungsprojekts Springer Book Archives mit Publikationen, die seit den Anfängen des Verlags von 1842 erschienen sind. Der Verlag stellt mit diesem Archiv Quellen für die historische wie auch die disziplingeschichtliche Forschung zur Verfügung, die jeweils im historischen Kontext betrachtet werden müssen. Dieses Kapitel ist aus einem Buch, das in der Zeit vor 1945 erschienen ist und wird daher in seiner zeittypischen politisch-ideologischen Ausrichtung vom Verlag nicht beworben.

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Moulton, F.R. (1927). Zentralkräfte. In: Einführung in die Himmelsmechanik. Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-663-16048-9_3

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-663-16048-9_3

  • Publisher Name: Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden

  • Print ISBN: 978-3-663-15476-1

  • Online ISBN: 978-3-663-16048-9

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