Trägheitsvermögen

Trägheitsvermögen bezeichnet die Eigenschaft eines Körpers, seinen Bewegungszustand zu behalten oder Veränderungen der Bewegung zu widerstehen. In der klassischen Mechanik wird dieses Vermögen durch die Masse m beschrieben. Nach dem zweiten Newtonschen Gesetz F = m a ist die Beschleunigung eines Körpers bei einer äußeren Kraft proportional zur Kraft und umgekehrt proportional zur Masse; dadurch nimmt das Trägheitsvermögen mit zunehmender Masse zu.

Zusätzlich zum linearen Trägheitsvermögen gibt es das Widerstandspotenzial gegen Änderungen der Rotationsbewegung, das als Trägheitsmoment I bezeichnet wird. Für eine punktförmige Masse gilt I = m r^2; allgemein ergibt sich I aus der Verteilung der Masse relativ zur Rotationsachse. In beiden Fällen ist Trägheit eine Eigenschaft, die in jedem Inertialrahmen gilt, und sie steht im Zusammenhang mit dem Äquivalenzprinzip, das Gravitations- und Trägheitsmasse als gleichwertig ansieht.

Das Trägheitsvermögen lässt sich experimentell bestimmen, zum Beispiel durch Messung der Beschleunigung bei bekannter Kraft oder durch Reaktionsuntersuchungen an Stoßvorrichtungen. Es bildet die Grundlage vieler technischer Anwendungen: Fahrzeugdynamik, Stabilitätsberechnungen in Maschinen, Fliehkräfte in rotierenden Systemen und Raumfahrt.

Historisch resultierte das Konzept aus den Beobachtungen von Galileo und der formalen Behandlung durch Newton; in der modernen Physik wird Trägheitsvermögen oft als Eigenschaft der Masse verstanden, die auch in der Relativitätstheorie und bei Energie-Masse-Beziehung eine Rolle spielt.