Physik für das Lehramt · Band 1 Mechanik und Wärmelehre by Nienhaus, Hermann -- Read -- Imperial Library of Trantor

Index

Cover Weitere empfehlenswerte Titel Titelseite Impressum Vorwort Inhalt 1 Einführung

1.1 Moderne Physik 1.2 Klassische Mechanik

1.2.1 Zerlegung von Bewegungen und das Konzept des Massenpunkts 1.2.2 Eine kleine Ahnengalerie 1.2.3 Wärmelehre

1.3 Physikalische Größen

1.3.1 Messen von Observablen 1.3.2 Basiseinheiten – Metrologie 1.3.3 Abgeleitete Größen und Naturkonstanten

1.4 Messfehler

2 Kinematik eines Massenpunkts

2.1 Geradlinige Bewegungen

2.1.1 Observablen 2.1.2 Freier Fall 2.1.3 Senkrechter Wurf

2.2 Bewegungen in Ebene und Raum

2.2.1 Physikalische Größen als Vektoren 2.2.2 Wurfbewegungen 2.2.3 Kreisbewegungen

2.3 Bezugssysteme in der klassischen newtonschen Mechanik

3 Dynamik eines Massenpunkts

3.1 Gleichheit von träger und schwerer Masse 3.2 Die newtonschen Axiome

3.2.1 Impuls 3.2.2 Axiom I: Trägheitsgesetz 3.2.3 Axiom II: Bewegungsgesetz – Grundgleichung der Mechanik 3.2.4 Axiom III: Wechselwirkungsgesetz – actio = reactio

3.3 Anwendungen der newtonschen Gesetze

3.3.1 Messung von Kräften 3.3.2 Kräfte als Vektoren

3.4 Kräfte im Sinne der newtonschen Axiome

3.4.1 Gravitationskraft 3.4.2 Coulomb-Kraft 3.4.3 Harmonische Federkraft 3.4.4 Reibungskräfte

3.5 Trägheitskräfte

3.5.1 Trägheitskräfte bei gleichmäßiger Beschleunigung 3.5.2 Trägheitskräfte bei kreisförmigen Bewegungen

3.6 Impulserhaltungssatz

4 Arbeit, Energie und Leistung

4.1 Arbeit

4.1.1 Definition 4.1.2 Beispiele für Arbeitsformen

4.2 Energie

4.2.1 Definition 4.2.2 Energieformen

4.3 Energieerhaltungssatz 4.4 Die goldene Regel der Mechanik

4.4.1 Hebelgesetz 4.4.2 Starr gekoppelte Rollen, schiefe Ebenen und Flaschenzug

4.5 Leistung

5 Dynamik von Drehbewegungen eines Massenpunkts

5.1 Radial- und Azimutalgeschwindigkeit 5.2 Kreisbewegung eines Massenpunkts – kurze Wiederholung 5.3 Drehimpuls 5.4 Drehmoment und Bewegungsgleichung der Drehbewegung 5.5 Drehimpulserhaltungssatz 5.6 Zentrifugalpotenzial 5.7 Anwendungen

5.7.1 Pirouetten 5.7.2 Streuung im Zentralkraftfeld

6 Gravitation und Planetenbewegung

6.1 Die Kepler-Gesetze

6.1.1 Erstes Kepler-Gesetz: Ellipsensatz 6.1.2 Zweites Kepler-Gesetz: Flächensatz 6.1.3 Drittes Kepler-Gesetz: Umlaufzeiten und große Halbachsen

6.2 Bewegungsformen im zentralen Gravitationsfeld

6.2.1 Feldlinien und Äquipotenzialflächen 6.2.2 Bahnkurven

6.3 Anwendungen: Satelliten im Schwerefeld der Erde

6.3.1 Kosmische Geschwindigkeiten 6.3.2 Satellitenbahnen

7 Mechanische Schwingungen

7.1 Freie harmonische Schwingungen

7.1.1 Eindimensionale Bewegungen 7.1.2 Energiebilanz 7.1.3 Mehrdimensionale Schwingungen 7.1.4 Anmerkung zu anharmonischen Schwingungen

7.2 Gedämpfte harmonische Schwingungen 7.3 Erzwungene Schwingungen und Resonanz

7.3.1 Resonanz bei harmonischer Anregung 7.3.2 Aufgenommene Energie

7.4 Parametrisch verstärkte Oszillatoren

8 Bewegungen mehrerer Massenpunkte

8.1 Innere und äußere Kräfte 8.2 Schwerpunkt 8.3 Zerlegung der Bewegung 8.4 Zweikörper-Systeme

8.4.1 Reduzierte Masse 8.4.2 Mond und Erde 8.4.3 Streuung und Stöße

9 Mechanik starrer Körper

9.1 Rotation des starren Körpers

9.1.1 Begriffsdefinition 9.1.2 Schwerpunkt 9.1.3 Translation und Rotation 9.1.4 Drehachse und Bestimmung von Schwerpunkten 9.1.5 Stabilität und Gleichgewicht

9.2 Rotationsdynamik des starren Körpers mit ortsfester Drehachse

9.2.1 Bewegungsgleichung 9.2.2 Trägheitsmoment und Satz von Steiner 9.2.3 Rotationsenergie

9.3 Roll- und Pendelbewegungen

9.3.1 Rollen 9.3.2 Pendelbewegungen

9.4 Kreiselbewegungen

9.4.1 Hauptträgheitsachsen 9.4.2 Kräftefreier Kreisel 9.4.3 Präzession schwerer Kreisel

10 Temperatur und Wärme

10.1 Ideales Gas 10.2 Temperatur

10.2.1 Kinematische Definition 10.2.2 Innere Energie eines idealen Gases 10.2.3 Temperaturskalen 10.2.4 Temperaturmessung

10.3 Ideales Gasgesetz

10.3.1 Flächenstoßrate 10.3.2 Druck

10.4 1. Hauptsatz der Thermodynamik

10.4.1 Arbeit 10.4.2 Wärme 10.4.3 Energieerhaltung

10.5 Wärmekapazität

10.5.1 Molare Wärmekapazität und spezifische Wärme 10.5.2 Wärmekapazität eines idealen Gases 10.5.3 Umwandlungswärmen

11 Thermische Prozesse

11.1 Zustände eines thermischen Systems und ihre Veränderung

11.1.1 Zustandsgrößen 11.1.2 Klassifizierung von thermische Veränderungen

11.2 Wärme-Kraft-Maschinen und Wärmepumpen

11.2.1 Kreisprozesse und ihr Wirkungsgrad 11.2.2 Carnotscher Kreisprozess

11.3 Entropie – eine neue Zustandsgröße

11.3.1 Thermodynamische Definition 11.3.2 Statistische Deutung der Entropie

11.4 2. Hauptsatz der Thermodynamik

11.4.1 Irreversible Vorgänge 11.4.2 2. Hauptsatz

12 Mechanische Wellen

12.1 Gekoppelte Schwingungen 12.2 Eigenschaften von Wellen

12.2.1 Wellengleichung 12.2.2 Harmonische Wellen

12.3 Wellen im Raum

12.3.1 Wellenvektor und Wellenfronten 12.3.2 Schallwellen

12.4 Superpositionsprinzip

12.4.1 Interferenz 12.4.2 Stehende Wellen und Resonatoren 12.4.3 Schwebung 12.4.4 Wellenpakete

12.5 Wellenphänomene

12.5.1 Prinzip von Huygens 12.5.2 Beugung 12.5.3 Reflexion 12.5.4 Brechung

12.6 Bewegte Sender und Empfänger

12.6.1 Doppler-Effekt 12.6.2 Stoß- und Kopfwellen

12.7 Energietransport

Bildnachweis Stichwortverzeichnis

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