Cover_9783662627273
Experimentalphysik 1 - Mechanik und Wärme
ISBN
978-3-662-54846-2
Zusammenfassungen

Der vorliegende Band „Mechanik und Wärme“ ist der Einstiegsband zu der beliebten Lehrbuchreihe von Professor Demtröder. Die Lehrinhalte des ersten Semesters Physik werden anschaulich, übersichtlich und leicht verständlich erklärt. Ganz im Stil der gesamten Reihe wird auch hier die Mechanik und Wärmelehre möglichst quantitativ präsentiert. Wichtige Formeln, Merksätze und alle Abbildungen sowie die meisten Tabellen sind zweifarbig gestaltet. Ausführlich durchgerechnete Beispiele illustrieren den Text und helfen dem Leser, den Stoff besser zu verstehen. Kapitelzusammenfassungen geben einen kurzen Überblick über den Stoff und die wichtigsten Aussagen im jeweiligen Kapitel. Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen am Ende jedes Kapitels regen zu eigener Mitarbeit an und geben dem Leser die Möglichkeit, seine eigenen Lösungen zu überprüfen. Für weitere Studien ist jedem Kapitel ein Literaturverzeichnis angefügt. Die achte Auflage wurde neu bearbeitet, Fehler und Ungenauigkeiten der vorigen Auflage wurden korrigiert. Insbesondere die Abschnitte über Windenergie und neue Energieformen wurden aktualisiert.

Der vorliegende Band „Mechanik und Wärme“ ist der Einstiegsband zu der beliebten Lehrbuchreihe von Professor Demtröder. Die Lehrinhalte des ersten Semesters Physik werden anschaulich, übersichtlich und leicht verständlich erklärt. Ganz im Stil der gesamten Reihe wird auch hier die Mechanik und Wärmelehre möglichst quantitativ präsentiert. Wichtige Formeln, Merksätze und alle Abbildungen sowie die meisten Tabellen sind zweifarbig gestaltet. Ausführlich durchgerechnete Beispiele illustrieren den Text und helfen dem Leser, den Stoff besser zu verstehen. Kapitelzusammenfassungen geben einen kurzen Überblick über den Stoff und die wichtigsten Aussagen im jeweiligen Kapitel. Übungsaufgaben mit ausführlichen Lösungen am Ende jedes Kapitels regen zu eigener Mitarbeit an und geben dem Leser die Möglichkeit, seine eigenen Lösungen zu überprüfen. Für weitere Studien ist jedem Kapitel ein Literaturverzeichnis angefügt. Die achte Auflage wurde neu bearbeitet, Fehler und Ungenauigkeiten der vorigen Auflage wurden korrigiert. Insbesondere die Abschnitte über Windenergie und neue Energieformen wurden aktualisiert.

Errata
Begriff Erklärung
Abgeschlossenes System

Ein System aus Massen $m_i$, bei dem nur innere Wechselwirkungen, aber keine äußeren Kräfte auftreten, heißt abgeschlossen. Der Gesamtimpuls und Gesamtdrehimpuls eines abgeschlossenen Systems bleibt erhalten. (Impuls- bzw. Drehimpuls-Erhaltungssatz).

Auftriebskraft

Jeder Körper der Masse $m$ in einer Flüssigkeit erfährt eine Auftriebskraft $\boldsymbol{F}_{\text{A}}$ die entgegengesetzt gleich zur Gewichtskraft $\boldsymbol{F}_{\text{G}}$ des vom Körper verdrängten Flüssigkeitsvolumens ist. Ist $|\boldsymbol{F}_{\text{A}}|> m\cdot g$, so schwimmt der Körper, ist $F_{\text{A}}=mg$, so schwebt er in der Flüssigkeit.

Bernoulli-Gleichung

Für reibungsfreie inkompressible strömende Medien beschreibt die Bernoulli-Gleichung $p+\tfrac{1}{2}\rho u^{2}=\mathrm{const}$ den Energiesatz: $E_{\text{p}}+E_{\text{kin}}=E=\mathrm{const}$. Der Druck $p$ sinkt mit wachsender Strömungsgeschwindigkeit $u$.

Bewegung eines freien starren Körpers

Die Bewegung eines freien starren Körpers lässt sich immer zusammensetzen aus der Translation seines Schwerpunktes mit der Geschwindigkeit $\boldsymbol{v}_{\text{S}}$ und der Rotation des Körpers um diesen Schwerpunkt mit der Winkelgeschwindigkeit $\boldsymbol{\omega}$. Der Körper hat daher sechs Freiheitsgrade der Bewegung.

Diffusion

Treten Konzentrationsgradienten in einem Gas auf, so beobachtet man Diffusionsprozesse, die diese Gradienten verringern. Die mittlere Diffusions-Teilchenstromdichte $\boldsymbol{j}=-D\mathop{\mathbf{grad}}n$ ist proportional zum Dichtegradienten. Die Diffusionskonstante $D$ hängt ab von der Art der Gasmoleküle. Diffusion führt zu einem Massetransport von Orten größerer zu solchen kleinerer Teilchendichte $n$.

Weitere Begriffe
  • Kapitel 2: Mechanik eines Massenpunktes (8)
  • Kapitel 3: Bewegte Bezugssysteme und spezielle Relativitätstheorie (3)
  • Kapitel 4: Systeme von Massenpunkten. Stöße (4)
  • Kapitel 5: Dynamik starrer ausgedehnter Körper (4)
  • Kapitel 6: Reale feste und flüssige Körper (7)
  • Kapitel 7: Gase (2)
  • Kapitel 8: Strömende Flüssigkeiten und Gase (5)
  • Kapitel 10: Wärmelehre (8)
  • Kapitel 11: Mechanische Schwingungen und Wellen (6)
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