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Zweiter Band einer 5-bändigen, anspruchsvollen Einführung in die Naturwissenschaften, der sich mit der Mechanik als der ältesten physikalischen Disziplin und der wichtigen Thermodynamik befasst.

 

 

 

Aus dem Inhalt:

1 Mechanik I: Grundlagen 1 / 1.1 Modellannahmen - Bewegung auf einer geraden Bahn 1 / 1.2 Weg (s) 1 / 1.3 Geschwindigkeit ( v ) 2 / 1.4 Beschleunigung ( a ) 4 / 1.5 Kraftaxiome nach I. NEWTON - Kraft (F = m * a ) 5 / 1.6 Das gravitative Kraftgesetz nach I. NEWTON 7 / 1.7 Erdschwere - Gewicht - Fallbeschleunigung - Gravimetrie 8 / 1.8 Spannung (a) und Druck ( p ) 11 / 1.8.1 Spannung (a) = Kraft je Flächeneinheit 11 / 1.8.2 Wasserdruck 12 / 1.8.3 Luftdruck 13 / 1.8.4 Druckeinheiten 14 / 1.9 Kraftmoment (M) 15 / 1.10 Impuls (p) 17 / 1.10.1 Impulssatz - Impulserhaltungsgesetz 17 / 1.10.2 Prallstoß (Körperstoß) 18 / 1.10.3 Kraftstoß 27 / 1.10.4 Rückstoß - Raketengleichung 30 / 1.11 Arbeit (W) - Leistung (P) 33 / 1.12 Energie (E) 36 / 1.12.1 Energieformen - Energieerhaltungsgesetz 36 / 1.12.2 Potentielle Energie (Lageenergie) 37 / 1.12.3 Kinetische Energie (Bewegungsenergie) 38 / 1.13 Dissipation - Reibung und Dämpfung 41 / 1.13.1 Reibung: Einführung 41 / 1.13.2 Körperreibung 42 // 1.13.3 Ergänzungen und Beispiele zum Thema Reibung 47 / 1.13.4 Fluidreibung 50 / 1.13.5 Dämpfung: Einführung 52 / 1.13.6 Reibungsdämpfung 52 / 1.13.7 Viskose Dämpfung 56 / 1.14 Energiewandlung 59 / 1.14.1 Wirkungsgrad 59 / 1.14.2 Energiegewinnung durch Wasserkraft 61 / 1.14.3 Beispiel und Anmerkungen zur Energiegewinnung durch Wasserkraft 64 / Literatur 68 // 2 Mechanik II: Anwendungen 71 / 2.1 Statik - Stabilität - Festigkeit 71 / 2.1.1 Einleitung 71 / 2.1.2 Kräfte als Vektoren ¿ ¿Parallelogramm der Kräfte¿ 73 / 2.1.3 Arten des Gleichgewichts 75 / 2.1.4 Statik der Starrkörper 76 / 2.1.5 Statik der Tragwerke 79 / 2.1.6 Materialfestigkeit - Materialzähigkeit 83 / 2.1.7 Beispiele 89 / 2.2 Bewegung entlang einer Geraden- und einer Kreisbahn - Rotation 97 / 2.2.1 Bewegung entlang einer geraden Bahn 97 / 2.2.2 Bahnbeschreibung 103 / 2.2.3 Bewegung entlang einer Kreisbahn 104 / 2.2.4 Drehimpuls (Drall) - Drehbewegung und Rotation 110 / 2.2.5 Kinetische Energie - Bewegung auf einer Geraden- und einer Kreisbahn 116 / 2.3 Fall- und Wurfmechanik - Ballistik 122 / 2.3.1 Fallbewegung 122 / 2.3.2 Wurfbewegung 128 / 2.3.3 Ballistik 133 / 2.4 Fluidmechanik 138 / 2.4.1 Statik der Fluide 139 / 2.4.2 Dynamik der Fluide 151 / 2.5 Mechanik der Schwingungen 177 / 2.5.1 Einführung 177 / 2.5.2 Federschwinger - Freie Schwingungen 178 / 2.5.3 Beispiele: Freie Schwingungen 184 / 2.5.4 Eigenfrequenzen einfacher Schwingungssysteme - / Beispiele 189 / 2.5.5 Federschwinger - Fremderregte Schwingungen-Resonanz 194 / 2.5.6 Beispiele: Fremderregte Schwingungen 196 / 2.5.7 Frequenzanalyse 200 / 2.6 Mechanik der Wellen 206 / 2.6.1 Einleitung 206 / 2.6.2 Kinematik des ebenen Wellenfeldes - Ausbreitungsgeschwindigkeit 208 / 2.6.3 Wellengleichung - Wellenlösung 211 / 2.6.4 Energie- und Leistungsdurchsatz 215 / 2.6.5 Ergänzungen und Beispiele 220 / 2.7 Akustik 235 / 2.7.1 Schallmechanik (Grundlagen) 235 / 2.7.2 Sprechen - Hören 242 / 2.7.3 Hörempfinden - Schallpegel - Schallspektrum 245 / 2.7.4 Akustik der Musikinstrumente 254 / 2.7.5 Ultraschall - Schallortung 268 / 2.7.6 Doppler-Effekt 268 / 2.7.7 Überschallgeschwindigkeit 273 / 2.8 Astronomie I: Himmelsmechanik - Sonne, Planeten, Monde und Kometen 275 / 2.8.1 Astronomische Entfernungsmessungen im Altertum 275 / 2.8.2 Das Weltbild des PTOLEMÄUS 279 / 2.8.3 Das Weltbild des KOPERNIKUS 280 / 2.8.4 Das Weltbild des de BRAHE 282 / 2.8.5 Planetengesetze von KEPLER 283 / 2.8.6 Gravitationsgesetz von I. NEWTON und einige Folgerungen 288 / 2.8.7 Energie im Gravitationsfeld 303 / 2.8.8 Gravitationsenergie - E igenenergie 310 / 2.8.9 Beispiele zur Himmelsmechanik 313 / 2.8.10 Sonnensystem 324 / Literatur 356 // 3 Thermodynamik 361 / 3.1 Einführung - Historische Anmerkungen 361 / 3.2 Verhalten von Festkörpern, Flüssigkeitenund Gasen bei Wärmeeintrag 363 / 3.2.1 Festkörper bei W ärmeeinwirkung 363 / 3.2.2 Ergänzungen und Beispiele zur Verformung von Festkörpern bei Wärmeeinwirkung 365 / 3.2.3 Flüssigkeiten bei Wärmeeinwirkung 369 / 3.2.4 Anomalie des Wassers 370 / 3.2.5 Gase bei Wärmeeinwirkung 372 / 3.3 Hauptsätze der Wärmelehre und Folgerungen 397 / 3.3.1 Innere Energie - Energieeintrag durch Wärme und mechanische Arbeit 397 / 3.3.2 Hauptsätze der Thermodynamik 400 / 3.3.3 W ärmekapazität 401 / 3.3.4 Phasenumwandlung ¿ Schmelzwärme - Verdampfungswärme 409 / 3.3.5 Wärmeübertragung 412 / 3.3.6 Wärmeleitung - W ärmemitführung 412 / 3.3.7 Verbrennungswärme - Brennwerte 420 / 3.4 Thermodynamische Prozesse 426 / 3.4.1 Zustandsänderungen idealer Gase 426 / 3.4.2 Prozess der isothermen Expansion/Kompression 429 / 3.4.3 Prozess der adiabatischen Expansion/Kompression 431 / 3.4.4 Camot-Kreisprozess 434 / 3.4.5 Entropie - Entropiesatz 437 / 3.4.6 Ergänzungen und Beispiele zum Entropiesatz 443 / 3.4.7 Wärme- und Verbrennungskraftmaschinen 446 / 3.4.8 Kältemaschinen - Wärmepumpen 454 / 3.5 Energieversorgung 458 / 3.5.1 Einführung 458 / 3.5.2 Brennwert - Heizwert - CO2-Ausstoß 459 / 3.5.3 Primärenergie - Sekundärenergie - Tertiärenergie 462 / 3.5.4 Primärenergieaufkommen weltweit 463 / 3.5.5 Primärenergieaufkommen in Deutschland 464 / 3.5.6 Fossile Energieträger - Energiereserven - Ausblick 468 / 3.5.7 Nichtfossile Energieträger - Emeuerbare Energien 477 / 3.5.8 Resümee 497 / Literatur 499 // Personenverzeichnis 503 / Sachverzeichnis 507