Inhaltsverzeichnis XIII

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1 Inhaltsverzeichnis 1 Mechanik I: Grundlagen Modellannahmen Bewegung auf einer geraden Bahn Weg (s) Geschwindigkeit (v) Beschleunigung (a) Kraftaxiome nach I. NEWTON Kraft (F D m a) Das gravitative Kraftgesetz nach I. NEWTON Erdschwere Gewicht Fallbeschleunigung Gravimetrie Spannung () und Druck (p) Spannung () D Kraft je Flächeneinheit Wasserdruck Luftdruck Druckeinheiten Kraftmoment (M ) Impuls (p) Impulssatz Impulserhaltungsgesetz Prallstoß (Körperstoß) Kraftstoß Rückstoß Raketengleichung Arbeit (W ) Leistung (P ) Energie (E) Energieformen Energieerhaltungsgesetz Potentielle Energie (Lageenergie) Kinetische Energie (Bewegungsenergie) Dissipation Reibung und Dämpfung Reibung: Einführung Körperreibung XIII

2 XIV Inhaltsverzeichnis Ergänzungen und Beispiele zum Thema Reibung Fluidreibung Dämpfung: Einführung Reibungsdämpfung Viskose Dämpfung Energiewandlung Wirkungsgrad Energiegewinnung durch Wasserkraft Beispiel und Anmerkungen zur Energiegewinnung durch Wasserkraft Literatur Mechanik II: Anwendungen Statik Stabilität Festigkeit Einleitung Kräfte als Vektoren Parallelogramm der Kräfte Arten des Gleichgewichts Statik der Starrkörper Statik der Tragwerke Materialfestigkeit Materialzähigkeit Beispiele Bewegung entlang einer Geraden- und einer Kreisbahn Rotation Bewegung entlang einer geraden Bahn Bahnbeschreibung Bewegung entlang einer Kreisbahn Drehimpuls (Drall) Drehbewegung und Rotation Kinetische Energie Bewegung auf einer Geraden- und einer Kreisbahn Fall- und Wurfmechanik Ballistik Fallbewegung Wurfbewegung Ballistik Fluidmechanik Statik der Fluide Dynamik der Fluide Mechanik der Schwingungen Einführung Federschwinger Freie Schwingungen

3 Inhaltsverzeichnis XV Beispiele: Freie Schwingungen Eigenfrequenzen einfacher Schwingungssysteme Beispiele Federschwinger Fremderregte Schwingungen Resonanz Beispiele: Fremderregte Schwingungen Frequenzanalyse Mechanik der Wellen Einleitung Kinematik des ebenen Wellenfeldes Ausbreitungsgeschwindigkeit Wellengleichung Wellenlösung Energie- und Leistungsdurchsatz Ergänzungen und Beispiele Akustik Schallmechanik (Grundlagen) Sprechen Hören Hörempfinden Schallpegel Schallspektrum Akustik der Musikinstrumente Ultraschall Schallortung Doppler-Effekt Überschallgeschwindigkeit Astronomie I: Himmelsmechanik Sonne, Planeten, Monde und Kometen Astronomische Entfernungsmessungen im Altertum Das Weltbild des PTOLEMÄUS Das Weltbild des KOPERNIKUS Das Weltbild des de BRAHE Planetengesetze von KEPLER Gravitationsgesetz von I. NEWTON und einige Folgerungen Energie im Gravitationsfeld Gravitationsenergie Eigenenergie Beispiele zur Himmelsmechanik Sonnensystem Literatur

4 XVI Inhaltsverzeichnis 3 Thermodynamik Einführung Historische Anmerkungen Verhalten von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen bei Wärmeeintrag Festkörper bei Wärmeeinwirkung Ergänzungen und Beispiele zur Verformung von Festkörpern bei Wärmeeinwirkung Flüssigkeiten bei Wärmeeinwirkung Anomalie des Wassers Gase bei Wärmeeinwirkung Hauptsätze der Wärmelehre und Folgerungen Innere Energie Energieeintrag durch Wärme und mechanische Arbeit Hauptsätze der Thermodynamik Wärmekapazität Phasenumwandlung Schmelzwärme Verdampfungswärme Wärmeübertragung Wärmeleitung Wärmemitführung Verbrennungswärme Brennwerte Thermodynamische Prozesse Zustandsänderungen idealer Gase Prozess der isothermen Expansion/Kompression Prozess der adiabatischen Expansion/Kompression Carnot-Kreisprozess Entropie Entropiesatz Ergänzungen und Beispiele zum Entropiesatz Wärme- und Verbrennungskraftmaschinen Kältemaschinen Wärmepumpen Energieversorgung Einführung Brennwert Heizwert CO 2 -Ausstoß Primärenergie Sekundärenergie Tertiärenergie Primärenergieaufkommen weltweit Primärenergieaufkommen in Deutschland Fossile Energieträger Energiereserven Ausblick Nichtfossile Energieträger Erneuerbare Energien Resümee Literatur

5 Inhaltsverzeichnis XVII Personenverzeichnis Sachverzeichnis

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