1 Mechanik fester Körper 9

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1 1 Mechanik fester Körper Physik eine Naturwissenschaft Hinweise für physikalische und technische Erläuterungen, sowie für Berechnungen Physikalische Größen Basisgrößen und Basiseinheiten im Internationalen Einheitensystem Abgeleitete Größen im SI-System Größengleichung Einheitengleichung Dezimale Teile und Vielfache von Einheiten Physikalische Größen und ihre Messung Länge, Fläche, Volumen Zeit Masse Dichte Bewegungslehre Gleichförmige, geradlinige Bewegung Ungleichförmige geradlinige Bewegung Gleichförmige Drehbewegung Gleichmäßig beschleunigte lineare Bewegung Gleichmäßig verzögerte lineare Bewegung Freier Fall, Fallbeschleunigung Geschwindigkeit als Vektor Zusammengesetzte Geschwindigkeiten, Relativgeschwindigkeiten Wurf Kräfte Masse und Trägheitsgesetz Grundeigenschaften einer Kraft Grundgesetz der Dynamik Gewichtskraft Vektoreigenschaft und Darstellung einer Kraft Reibungskraft Gegenkraft und Gleichgewicht Mehrere in einem Punkt angreifende Kräfte Zerlegung einer Kraft Mehrere nicht in einem Punkt angreifende Kräfte Von der Beobachtung zum Gesetz Arbeitsweise der Physik Federkraft und Hooke sches Gesetz Drehmoment, Hebelgesetz, Hebelarten Drehmoment bei senkrecht angreifender Kraft Hebelgesetz Drehmoment bei schräg angreifender Kraft Drehmomentgleichung Gleichgewicht am Hebel Wirkung einer Einzelkraft 57 3

2 1.6.6 Wirkung eines Kräftepaares Hebelarten, Anwendungen der Hebel Auflagerkräfte Schwerpunkt Gleichgewichtsarten Standfestigkeit Kippsicherheit Arbeit, Energie und Leistung Mechanische Arbeit Potentielle und kinetische Energie Satz von der Erhaltung der Energie Leistung Wirkungsgrad Einfache und zusammengesetzte Maschinen Waage Geneigte (schiefe) Ebene Keil Schraube Feste und lose Rolle Wellrad Räderwerke Flaschenzüge Ergänzung der Dynamik Newton sche Axiome der Mechanik Impulssatz und Stoß Kräfte bei einer gleichförmigen Kreisbewegung Gravitation Gravitationsgesetz Wirkungen der Gravitation Materialeigenschaften der festen Stoffe Teilbarkeit und molekularer Aufbau Kohäsion, Adhäsion und Härte Wirkungen äußerer Kräfte auf den inneren Aufbau fester Körper Druck Gleichgewicht bei Flüssigkeiten Hydrostatik Grundeigenschaft der Flüssigkeiten und daraus gezogene Folgerungen Grundeigenschaft und Gesetz der Druckausbreitung Hydrostatischer Druck Boden-, Seiten- und Aufdruckkraft Kommunizierende Gefäße Auftrieb in Flüssigkeiten und seine Anwendungen Auftrieb Bestimmung des Volumens und der Dichte mithilfe des Auftriebs Sinken, Schweben und Schwimmen eines Körpers Kohäsion und Adhäsion bei Flüssigkeiten 122

3 3 Gleichgewicht bei Gasen Aerostatik Allgemeine Eigenschaften Atmosphärendruck Größe des Atmosphärendruckes, Druckeinheiten und ihre Umrechnung Barometer Vakuum, Luftpumpen und Kompressoren Wirkungen und Anwendungen des Atmosphärendruckes Manometer Druck einer eingeschlossenen Gasmenge Auftrieb in Gasen Diffusion 135 Inhalt 4 Dynamik der Flüssigkeiten und Gase Druck und Strömungsgeschwindigkeit bei Vernachlässigung der Reibung Vergleich der Strömung einer Flüssigkeit und eines Gases Zusammenhang zwischen Druck und Strömungsgeschwindigkeit (Gesetz von Bernoulli) Anwendungen der Kontinuitätsgleichung und des Bernoulli schen Gesetzes Einfluss der Reibung auf die Strömung von Flüssigkeiten Innere Reibung und laminare Strömung Turbulenz und Strömungswiderstand Dynamischer Auftrieb und Anwendung auf die Luftfahrt Ausflussvorgänge Ausfluss aus Gefäßen Ausfluss aus Röhren Energie strömender Flüssigkeiten Wärmelehre Temperatur und ihre Messung Temperatur und ihre Einheiten Flüssigkeitsthermometer Andere Temperaturmessverfahren Wärmeausdehnung Ausdehnung fester Körper Ausdehnung der Flüssigkeiten Ausdehnung der Gase bei gleichbleibendem Druck Gleichzeitige Änderung von Druck, Volumen und Temperatur bei Gasen 160 5

4 5.3 Wärme als Energie Wärmemenge und erster Hauptsatz Mischungsversuche Wärmequellen Kinetische Theorie der Wärme Änderung des Aggregatzustandes Schmelzpunkt und Schmelzwärme Siedepunkt und Verdampfungswärme Nassdampf, gesättigter Dampf und Heißdampf Verflüssigung der Gase und kritischer Punkt Luftfeuchtigkeit Ausbreitung der Wärme Wärmeströmung oder Konvektion Wärmeleitung Wärmeübergang und Wärmedurchgang Wärmestrahlung Umwandlung von Wärme in mechanische Energie Mechanische Schwingungen und Wellen Schwingungen Entstehung von Schwingungen und ihre Eigenschaften Pendel Dämpfung und Resonanz Wellen Entstehung und Eigenschaften einer Welle Transversal- und Longitudinalwellen Ausbreitung linearer Wellen Ausbreitung von Wellenfronten Interferenz Schall Wesen und Eigenschaften des Schalls Stehende Schallwellen und Tonerreger Die Größen der Schallmessung Lärm und Lärmabwehr Nachhall und Raumakustik Wohlklang und Schallwahrnehmung Optik Licht als Energiestrom Licht und seine Ausbreitung Größen und Einheiten in Optik und Lichttechnik Geometrische Optik Reflexion des Lichtes Abbildung mit Spiegeln 219

5 7.2.3 Brechung des Lichtes (Refraktion) Abbildung durch brechende Flächen Optische Instrumente Licht als Wellenerscheinung Wesen des Lichts Farben Elektrizitätslehre Grunderscheinungen der Elektrizität Grunderscheinungen des elektrischen Stromes Elektrische Ladung Wesen der Elektrizität Ruhende Ladungen und elektrisches Feld Wirkungen ruhender Ladungen Elektrisches Feld Elektrische Spannung Kondensatoren Elektrischer Stromkreis Elektrizitätsleitung in Metallen Ohmsches Gesetz Elektrischer Widerstand Reihen-, Parallel- und Gruppenschaltung von Verbrauchern Arbeit und Leistung des elektrischen Stromes Stromdurchgang durch Flüssigkeiten, Gase und Halbleiter Chemische Wirkungen beim Stromdurchgang durch Elektrolyte Galvanische Spannungsquellen Stromdurchgang durch Gase Elektronenstrahlen Halbleiter Halbleiterdioden und Transistoren Magnetismus Erscheinungsformen des Magnetismus Größen des magnetischen Feldes Elektromagnetische Induktion Generatoren für Gleichstrom und Einphasenwechselstrom Drehstromgeneratoren Transformatoren Gewinnung mechanischer Arbeit aus elektrischer Energie Kraftwirkung auf einen stromdurchflossenen Leiter im Magnetfeld Elektromotoren Wechselstromlehre Selbstinduktion in einer Spule Induktiver Widerstand Kapazitiver Widerstand Leistung des Wechselstromes 314 7

6 8.8 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen Elektromagnetische Schwingungen Entstehung und Ausbreitung elektromagnetischer Wellen Nachweis und Eigenschaften elektromagnetischer Wellen Umwandlung von Schallschwingungen in elektromagnetische Schwingungen Nachrichtenübertragung mit elektromagnetischen Wellen Überblick über die elektromagnetischen Wellen Atom-und Kernphysik Atomphysik Masse und Größe der Atome Atomkern und Elektronenhülle Bau der Elektronenhülle Bindung der Atome zu Molekülen und Festkörpern Kernphysik Radioaktivität Bau der Atomkerne Kernreaktionen Atomkernenergie Radioaktive Isotope und Strahlenschutz 337 Verwendete Formelzeichen und Einheiten 339 Lösung der Aufgaben 342 Sachwortverzeichnis 353 Bedeutende Physiker 359 Griechisches Alphabet 360 8