Die reine Beschreibung von Bewegungen wird auch als Kinematik bezeichnet. Dabei ist es von keinerlei Interesse, warum bestimmte Bewegungen stattfinden. In der Dynamik wird untersucht, wie sich Kräfte auf Bewegungen auswirken. Mit dem Impuls (Wirkung) wird der Bewegungszustand eines bestimmten Körpers beschrieben. Damit wird neben der Geschwindigkeit (Bewegungszustand) auch die Masse (Körper) berücksichtigt.
Aristoteles unterteilte die Bewegungen in zwei Klassen: natürliche und erzwungene Bewegungen. Jede Bewegung, die einen Körper zu seinem ihm zustehenden Ort bringt, ist eine natürliche Bewegung und erfolgt von selbst. Demnach strebt Leichtes (Feuer und Luft) nach oben und Schweres (Wasser und Erde) nach unten. Die natürliche Bewegung erfolgt aus sich heraus, ist also eine Eigenschaft des Körpers.
Im Gegensatz dazu erfordert eine erzwungene Bewegung einen äußeren Beweger, der die Bewegung von ihrer natürlichen Richtung
ablenkt oder stoppt. Dieser äußere Beweger wird als ständig wirkende Kraft definiert, ohne die jede Bewegung irgendwann
aufhört. Aristoteles' Vorstellung bezüglich der Beschreibung von Bewegungen lassen sich so zusammenfassen:
Diese Erklärung von Bewegung wurde auch im europäischen Mittelalter noch genutzt. Bei der Erklärung der Wurfbewegung jedoch geriet man in Erklärungsnöte. Wenn jede Bewegung einen Beweger benötigte, warum bewegt sich ein einmal geworfener Stein so, wie man das beobachtete?
Zur Beantwortung dieser Frage sollte die sogenannte Impetus-Theorie führen, die im 13. und 14. Jahrhundert bedeutsam wurde. Aus
ihr entstammen fünf wesentliche Aussagen:
Der große Fortschritt der Impetustheorie bestand in dem Wegfall des äußeren Bewegers. Durch den Übergang der Kraft auf den sich
bewegenden Körper war es möglich, das Medium als Widerstand gegen eine Bewegung zu betrachten. Allerdings war die Kraft auch in
dieser Theorie immer noch die Ursache der Bewegung selbst.
In der Abbildung ist die Flugbahn einer Kanonenkugel nach der Impetus-Theorie zu sehen. Sie stand im Widerspruch zur Beobachtung, die so nicht erklärt werden konnte. Die Ursache für die gezeigte Flugbahn war die Eigenschaft des Impetus, verbraucht werden zu können. Ist der Impetus verbraucht, bewegt sich der Körper, hier die Kanonenkugel, in Richtung seines ihm zustehenden Ortes.
Wir müssen schließen, dass ein Beweger, wenn er einen Körper bewegt, diesem einen bestimmten Impetus aufdrückt, eine bestimmte Kraft, die diesen Körper in der Richtung weiterzubewegen vermag, die ihm der Beweger gegeben hat, sei es nach oben, nach unten, seitwärts oder im Kreis. Der mitgeteilte Impetus ist in dem gleichen Maße kraftvoller, je größer der Aufwand an Kraft ist, mit dem der Beweger dem Körper Geschwindigkeit verleiht. Durch diesen Impetus wird der Stein weiterbewegt, nachdem der Werfer aufgehört hat, ihn zu bewegen. Aber wegen des Widerstandes der Luft und auch der Schwerkraft des Steins, die ihn ständig in eine dem Streben des Impetus entgegengesetzte Richtung zwingen möchte, wird der Impetus immer schwächer. Darum muss die Bewegung des Steins allmählich immer langsamer werden. Schließlich ist der Impetus so weit geschwächt oder vernichtet, dass die Schwerkraft des Steins überwiegt und den Stein abwärts zu seinem natürlichen Ort bewegt.
Johannes Buridan (1295 - 1366)
Durch Galileo Galilei und insbesondere Isaac Newton (1643 - 1727) konnte der wesentliche Schritt zum heutigen Verständnis gemacht werden. Sie abstrahierten ihre Überlegungen von den tatsächlich beobachtbaren Phänomenen, indem sie nur das für die direkte Beschreibung notwendige beachteten. Dadurch kam es zu Ergebnissen, die nicht mehr unmittelbar verstanden werden konnten und die scheinbar im Widerspruch zu der Alltagswelt standen.
Aristoteles zeigt in einem Zitat die Problematik auf. Er lehnte die Existenz eines Vakuums, also eines vollständig leeren Raums, ab. Er argumentierte damit, dass jeder Körper im Vakuum absurde Bewegungen erfahren müsste. Da diese Bewegungen aber im Widerspruch zur Erfahrungswelt standen, konnte es notwendigerweise kein leeren Raum geben.
Niemand wäre in der Lage, einen Grund anzugeben, weshalb dasjenige, das in Bewegung gesetzt worden ist, irgendwo einmal stehen bleiben sollte. Denn wieso sollte dies eher hier als dort geschehen? Also wird (im Vakuum) alles entweder immer in Ruhe bleiben oder notwendigerweise ins Unbegrenzte weiterbewegt werden.
Aristoteles (384 - 322 v.Chr.)
Die Reduktion der Überlegungen auf das absolut Notwendige führte Galilei dann zu einer Vorstufe des Trägheitssatzes, indem er ideale, kaum irgendwo realisierbare Bedingungen annahm.
Wir müssen die Annahme machen, dass die Ebene sozusagen immateriell ist, oder zumindest sehr sorgfältig geglättet und absolut fest. Und der in Bewegung befindliche Körper muss absolut glatt sein, von einer Gestalt, die der Bewegung keinen Widerstand entgegensetzt, z.B. von perfekter Kugelgestalt, und er muss aus dem härtesten Material bestehen oder sonst aus einer Flüssigkeit wie Wasser. Wenn alle diese Vorkehrungen getroffen sind, dann wird jeder Körper auf einer Ebene, die parallel zum Horizont verläuft, von der kleinsten Kraft bewegt werden, ja von einer Kraft, die geringer ist als jegliche gegebene Kraft.
Galileo Galilei (1564 - 1642)
Bis Galilei war die Kraft eine Eigenschaft eines Körpers, die die Bewegung des Körpers in der Form des Impetus ermöglichte. Die Kraft wurde auf den Körper übertragen. Seit Newton ist die Kraft ein Konzept, dass die Wechselwirkung eines Körpers mit einem zweiten Körper beschreibt. Damit wird auch klar, dass ein Körper alleine keine Kraft ausüben oder erfahren kann. Für die Ausübung einer Kraft ist ein zweiter Wechselwirkungspartner notwendig. Veränderungen des Bewegungszustands erfolgen nur, wenn ein zweiter Körper auf den bewegten Körper einwirkt, Verformungen erfolgen nur, wenn der Körper mit einem zweiten Körper wechselwirkt.
Bei der Wechselwirkung wird damit keine Kraft von einem zum anderen Körper übertragen, vielmehr wird die Kraft als Wechselwirkung zwischen zwei Körpern bezeichnet.
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