Rainer Dohlus. Physik. Basiswissen für Studierende technischer. Fachrichtungen. 2. Auflage. 4^1 Springer Vieweg

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1 Rainer Dohlus Physik Basiswissen für Studierende technischer Fachrichtungen 2 Auflage 4^1 Springer Vieweg

2 egal Geht gibt 1 Mechanik 1 11 Wie es sich bewegt warum Zwei unmittelbar im Alltag erlebbare Größen: Entfernung Zeit Wenn es nur geradeaus geht Geschwindigkeiten können addiert werden Eine geradlinige Bewegung aber ungleichförmig Nicht immer, aber häufig der Fall: Die geradlinige Bewegung mit konstanter Beschleunigung Wenn eine Masse auf Kurvenfahrt geht Beschleunigung ohne Geschwindigkeitsänderung es sowas? Aufgaben Warum es sich bewegt Ohne Kraft keine Beschleunigung Wenn sich trotz Kraftwirkung gar nichts tut: das Gleichgewicht 123 Das zweite Newtonsche Axiom die Sache mit der Reibung Was es noch so für Kräfte gibt Noch einige Bemerkungen zur Trägheit Einiges bleibt unverändert: die Erhaltungssätze Die gespeicherte Arbeit Da ist noch die Reibung vielleicht doch Energie verloren? Kurz, aber heftig: der Kraftstoß Was es so für Stöße gibt einige Spezialfälle Nun endlich: die exakte Definition des Schwerpunktes Aufgaben Von famentaler Bedeutung in der Physik: der Feldbegriff Zunächst noch ein Wort zur Schwerebeschleunigung Ein schweres Feld mit Potential Nun geht's r: Drehbewegungen Wenn der Weg zum Winkel wird: Grgrößen der Drehbewegung Das Wichtigste: die Drehachse 73 IX

3 schön X 153 Zentrifugalkraft Zentripetalkraft oder ist das nicht das Gleiche? Die Sache mit der kinetischen Energie bei der Rotation Und wenn es sich nun doch nicht um eine Schwerpunktsachse dreht Moment mal: was ist die Ursache einer Winkelbeschleunigung? Wenn es sich nicht bewegen soll: die Probleme mit der Statik 158 Auch ein Sekenzeiger arbeitet leistet etwas Etwas bleibt auch bei der Drehung immer erhalten! Eine weitere Scheinkraft: die Corioliskraft Fluch oder Segen: Unwuchten in der Technik Aufgaben Thermodynamik Wenn ein Körper die Form verliert: Einiges über Fluide Die Bewegung des Formlosen: die Strömung Wenn ein Rohr dicht ist, geht nichts verloren Drücke nichts als Drücke Wenn die Strömung nicht ideal ist Wenn Körper umströmt werden Warum es kein Perpetuum Mobile zweiter Art gibt Temperatur Volumen zwei unzertrennliche Free Wie ist das mit dem Energiesatz in der Wärmelehre Keine Zustandsänderung ohne Energieaustausch Nun endlich: die Wirkungsgrade der Wärmekraftmaschinen Wirkungsgrad 100 % wär's Sehr merkwürdig: die Entropie Wenn aus Festkörpern Flüssigkeiten aus Flüssigkeiten Gase werden Aufgaben Schwingungen Wellen Wenn man nach kurzer Zeit wieder am Anfang steht: periodische Bewegung Wann schwingt etwas harmonisch? Schon realistischer: das physikalische Pendel Die Schwingung der Energiesatz Noch realistischer: Berücksichtigung der Dämpfung Gewollt oder ungewollt: Oszillator mit fremder" Erregung Wenn viele Oszillatoren zusammenwirken: Wellen Was man weiß, was man wissen sollte zu Wellenerscheinungen Die Sache mit dem Energietransport 182

4 Die XI 323 Echos gibt es nicht nur in den Bergen: die Reflexion von Wellen Gruppen reisen langsamer Ein Zugeständnis an die Eigenheiten des menschlichen Gehörs: die Schallpegel dB + 50dB = 100dB, oder nicht? db + 50 db kann auch Null ergeben Interferenz Emittierte Tonhöhe wahrgenommene Tonhöhe sind unterschiedlich? Wenn die Schallquelle ihren eigenen Schall überholt Aufgaben Elektrizität Die Ladung, das Feld was daraus folgt Ein Strom von Ladungen Was die Elektronen antreibt: die Coulombkraft Zwei etwas abstraktere Größen: elektrisches Feld Potential Was den Strom begrenzt: der elektrische Widerstand Ein Netzwerk aus Spannungsquellen Widerständen Elektrische Ladungen als Quellen Senken des elektrischen Feldes Ein Speicher für Ladungen: der Plattenkondensator Im elektrischen Feld steckt Energie Aufgaben Der Strom, das Feld was daraus folgt Der stromführende Draht was ihn umgibt Wenn der Strom im Kreis herum fließt Von der Schwierigkeit, eine Ladung im Magnetfeld zu bewegen was die magnetischen Eigenschaften von Materie damit zu tun haben Wie Strom auch im Großen die Dinge bewegt Kann man Magnetfelder messen? Einen Fluss gibt's auch beim Magnetfeld Aufgaben Was zeitliche Änderungen der Felder bewirken Wie man außer mit Batterien noch Strom machen kann Effizienter als einphasiger Wechselstrom: Drehstrom Wie eine Spule beim Einschalten ihren eigenen Strom begrenzt Auch im Magnetfeld steckt Energie Wenn Strom Spannung nicht mehr synchron sind: Kapazitäten Induktivitäten in der Wechselstromtechnik Was leistet eigentlich ein Wechselstromkreis? Widerstände können komplex sein 284

5 XII 438 Viel Wirbel bei den Feldern: elektromagnetische Wellen Die Welle ihre Energie Aufgaben Optik Von der Welle zum Strahl Spieglein, Spieglein an der Wand Licht lässt sich brechen Gebrochenes Licht trotzdem schöne Bilder Geräte, die die Grenzen menschlichen Sehens erweitern Auch Linsen können dick werden 325 nun doch wieder zurück zur Welle Licht + Licht = Dunkelheit? Wenn das Licht um die Ecke biegt Könnte man mit einem Lichtmikroskop auch Atome sehen? Ein Gitter, um Licht zu zerlegen Licht kann auch einen Drehsinn haben Aufgaben Lösungen Lösungen zu den Aufgaben Abschn 11 (Kinematik) Lösungen zu den Aufgaben Abschn 12 bis 13 (Kräfte, Energie, Impuls) Lösungen zu den Aufgaben Abschn 15 (Drehbewegungen) Lösungen zu den Aufgaben Abschn 21 bis 22 (Thermodynamik) Lösungen zu den Aufgaben Abschn 31 bis 32 (Schwingungen Wellen) Lösungen zu den Aufgaben Abschn 41 (Elektrische Felder) Lösungen zu den Aufgaben Abschn 42 (Magnetische Felder) Lösungen zu den Aufgaben Abschn 43 (Zeitabhängige Felder) Lösungen zu den Aufgaben Abschn 51 bis 52 (Optik) 410 Sachverzeichnis 421

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