Grundlagen, Versuche, Aufgaben, Losungen. 9., neu bearbeitete und erweiterte Auflage

Transkript

1 Alfred Boge Jtirgen Eichler 2008 AGI-Information Management Consultants May be used for personal purporses only or by libraries associated to dandelon.com network. Physik Grundlagen, Versuche, Aufgaben, Losungen 9., neu bearbeitete und erweiterte Auflage Mit 389 Abbildungen, 24 Tafeln, 340 Aufgaben und Losungen sowie einer Formelsammlung Unter Mitarbeit von Walter Schlemmer und Gert Boge Viewegs FachbucherderTechnik vieweg

2 . VII 1. Physikalische Groften und Einheiten 1.1. Definition der physikalischen Gr6Ge 1.2. Schreibweise physikalischer GroGen I 1.3. Skalare und Vektoren 1.4. BasisgroGen (GrundgroGen) und abgeleitete GroBe Einheiten, Basiseinheiten, abgeleitete Einheiten, koharente Einheiten GroGengleichungen 2. Bewegungen fester Korper 2.1. Eine Ubersicht 2.2. Geschwindigkeit vund Beschleunigung a in 2.3. Das Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm 2.4. Ordnung und Gesetze der Bewegungsarten Losen von Aufgaben der gleichmagig beschleunigten Oder verzoqerten Bewegung nach Plan a 2.6. Die speziellen GroGen der Kreisbewegung 2.7. Kraft und Masse 2.8. Die Gleitreibkraft F R Fahrwiderstand Mechanische Arbeit und Energie, Energieerhaltungssatz. 50 3^11. Leistung und Wirkungsgrad 3. Ruhende Fliissigkeiten und Gase 3.1. Der Druckbegriff 3.2. Die Druckeinheiten Besondere Druck-Kennzeichnungen Normzustand, Normvolumen V n, Normdichte p n Das Druck-Ausbreitungsgesetz fur Fliissigkeiten Einfluss der Schwerkraft auf den Druck in Fliissigkeiten Der Auftrieb F a in Fliissigkeiten Die Druck-Volumengesetze fiir Gase 72 ^4. Stromende Fliissigkeiten und Gase fl" Stromungsgeschwindigkeit w, Volumenstrom q v, Massenstrom q 73 A-2. Die Kontinuitatsgleichung 73 4<3., Giiltigkeitsbereich der Kontinuitatsgleichung 74 M- Der Energieerhaltungssatz der Stromung (Bernoulli'scheDruckgleichung)'.'.' Warmelehre 5.1. Warmeausdehnung 7q 5.2. Warme und Arbeit Spezifische Warmekapazitat c und Warme Q bei'festen'und flu'ssigen Stoffen Spezifische Warmekapazitat c p, c v und Warme Q bei Gasen Die Mischungsregel g6

3 VIII 5.6. Die thermodynamische Temperatur T Die Gaszustandsgleichung (allgemeine Gasgleichung) Die Ubertragung der Warme Q Mechanische Schwingungen 6.1. Beschreibung der mechanischen Schwingung Die Ruckstellkraft F R Das FSiickstellmoment M R Die harmonische Schwingung Das Schraubenfederpendel DasTorsionspendel Das Schwerependel (Fadenpendel) Schwingung einer Fliissigkeitssaule Analogiebetrachtung zum Schraubenfederpendel, Torsionspendel, Schwerependel und zur schwingenden Fliissigkeitssaule Dampfung, Energiezufuhr, erzwungene Schwingung, Resonanz Koppelschwingungen Oberlagerung von Schwingungen Schwebungen Mechanische Wellen 7.1. Formen, Entstehung und Ausbreitung linearer Wellen ^ Gleichung der harmonischen Welle Polarisation von Querwellen / Entstehung und Ausbreitung flachenhafter Wellen (Oberflachenwellen) Entstehung und Ausbreitung der Wellen im Raum Oberlagerung gleich frequenter Wellen (Interferenz) Huygens'sches Prinzip Beugung Reflexion Brechung von Wellen Doppler-Effekt Stehende Wellen Eigenschwingungen (stehende Wellen auf begrenztem Wellentrager) Kennzeichen und Bedingungen fortschreitender und stehender Wellen Mathematische Behandlung stehender Wellen Akustik 8.1. Begriffsbestimmung und Einschrankung Schallempfindungen Die Tonhohe Die Schallschnelle v Der Schalldruck p Die Schallstarke J Die Schallgeschwindigkeit c Das Schalldruck-Frequenz-Schaubild Die Lautstarke L Stehende Schallwellen Schallsender, Lautsprecher, Mikrophone Ultraschall 156

4 IX 9. Optik 9.1. Einordnung und Ausbreitung des Lichts Wellenoptik Geometrische Optik (Strahlenoptik) Ausgewahlte Versuche zu den physikalischen Grundlagen Parallelogrammsatz, Gleichgewicht beim zentralen Kraftesystem Tragheitskraft T = ma Haft- und Gleitreibzahlen trockener Flachen Federrate Rzylindrischer Schraubenfedern Elastizitatsmodu! E Warmekapazitat WK eines Kalorimeters Schmelzenthalpie (Schmelzwarme) q s von Wasser Mechanisches Warmeaquivalent Elektrisches Warmeaquivalent Periodendauer Teines Federpendels Federrate R(Richtgr6Ge D) einer zylindrischen Schraubenfeder Tragheitsmoment J Aufnahme eines Amplituden-Frequenz-Diagramms (Resonanzkurve) Querwellen auf der Schraubenfeder Polarisation mechanischer Ouerwellen Stehende Schallwellen Elektrizitatslehre *9.1. Elektrische Ladung Elektrischer Gleichstromkreis Elektrisches Feld Magnetisches Feld Elektromagnetische Induktion Wechselstromkreis Elektromagnetische Schwingungen und Wellen Stromleitung in Vakuum, Gasen und Fliissigkeiten Halbleiterbauelemente Aufgaben Physikalische GroGen und Einheiten Bewegungen fester Korper Ruhende Fliissigkeiten und Gase Stromende Fliissigkeiten und Gas Warmelehre Mechanische Schwingungen Mechanische Wellen Akustik Optik Elektrizitatslehre Losungen Physikalische GroGen und Einheiten Bewegungen fester Korper 298

5 X Ruhende Fliissigkeiten und Gase Stromende Fliissigkeiten und Gase Warmelehre Mechanische Schwingungen Mechanische Wellen Akustik Optik Elektrizitatslehre Formelsammlung Beschleunigte geradlinige Bewegung Verzogerte geradlinige Bewegung Gleichformige Kreisbewegung Beschleunigte Kreisbewegung Verzogerte Kreisbewegung Kraft, Masse, Reibung Mechanische Arbeit und Energie Leistung und Wirkungsgrad Fliissigkeiten und Gase, Hydrostatik und Hydrodynamik Warmeausdehnung, Warme und Arbeit, Mischungsregel, Kelvintemperatur Gaszustandsgleichung (allgemeine Gasgleichung), Gaskonstante Warmeubertragung der Warme Q Mechanische Schwingung (harmonische Schwingung) Mechanische Welle (harmonische Welle) 362 ^ Akustik Optik Elektrizitatslehre 365 Sachwortverzeichnis 367 ab Seite 263 Losungen ab Seite 297 Formelsammlung I ab Seite 349