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Rechenmethoden für Studierende der Physik im ersten Jahr

einfach und praktisch erklärt
Verfasser*in: Suche nach Verfasser*in Otto, Markus
Verfasser*innenangabe: Markus Otto
Jahr: 2019
Verlag: Berlin, Heidelberg, Springer Spektrum
Reihe: Lehrbuch
Mediengruppe: Buch
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Inhalt

Matrizen und Indizes bereiten euch Angst und Schrecken? Integration in krummlinigen Koordinaten ist ein Buch mit sieben Siegeln? Und was der Satz von Stokes für die Elektrodynamik sagen möchte, ist ebenfalls ein Rätsel? Dann ist dieses Lehrbuch genau der richtige Begleiter für euch!Die Rechentechniken, die ihr in den ersten Semestern im Physikstudium braucht, werden hier motivierend eingeführt und anhand zahlreicher, unterhaltsamer Beispiele demonstriert. Auf typische Fallen und nützliche Tricks weist euch der Autor ebenso hin - und lässt dabei seine eigenen Erfahrungen als Student, Tutor und Übungsleiter einfließen. Wichtige Rechnungen werden komplett ausgeschrieben und auf mathematische Beweise bewusst verzichtet.Zuerst werden euch die wichtigsten mathematischen Grundlagen vorgestellt: Vektoren, Matrizen, komplexe Zahlen, Ableitungen, Integrale, Differenzialgleichungen, Vektoranalysis und Fourier-Entwicklung sind danach kein Hexenwerk mehr. Anschließend wird das Gelernte auf einfache physikalische Probleme in der Mechanik und Elektrodynamik angewendet.Am Ende eines jeden Abschnitts oder Kapitels gibt es für euch einen ¿Spickzettel¿, auf dem alle wesentlichen Formeln und Zusammenhänge zusammengefasst sind. Neben den Beispielen findet ihr in der neuen Auflage auch komplexere Hausübungsaufgaben - Lösungen inklusive. Anhand von zwei typischen Übungsklausuren könnt ihr euer Wissen abschließend testen.Aus dem Inhalt:1 Vektorrechnung 1 / 1.1 Grundlagen der Vektorrechnung 1 / 1.2 Skalarprodukt 17 / 1.3 Kreuzprodukt 28 / 1.4 Vektorgleichungen 37 / 1.5 Koordinatensysteme 44 // 2 Lineare Algebra 53 / 2.1 Matrizenrechnung 53 / 2.2 Lineare Gleichungssysteme 71 / 2.3 Abbildungen 80 / 2.4 Diagonalisierung und Hauptachsentransformation 93 // 3 Rechnen mit Indizes 107 / 3.1 Einstein¿sche Summenkonvention 107 / 3.2 Skalarprodukt und das Kronecker-Symbol 109 / 3.3 Das Levi-Civita-Symbol 114 / 3.4 Produkte mit Kronecker und Levi-Civita 119 / 3.5 ¿Anwendungen¿ 121 // 4 Differenzialrechnung 129 / 4.1 Ableitungen 129 / 4.2 Mehrdimensionale Ableitungen 146 / 4.3 Reihenentwicklung 159 / 4.4 Ableitung vektorwertiger Funktionen 168 // 5 Integration 181 / 5.1 Grundlegende Integralrechnung 181 / 5.2 Integrationsmethoden 188 / 5.3 Mehrfachintegration 199 / 5.4 Distributionen 213 // 6 Bahnkurven 223 / 6.1 Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung 223 / 6.2 Bewegungen 226 / 6.3 Bogenlänge 234 / 6.4 Bahnkurven in krummlinigen Koordinaten 237 // 7 Gewöhnliche Differenzialgleichungen 241 / 7.1 Grundlagen 241 / 7.2 Lösungsansätze 244 / 7.3 Gekoppelte Differenzialgleichungen 257 // 8 Komplexe Zahlen 263 / 8.1 Grundlagen 263 / 8.2 Trigonometrie mit komplexen Zahlen 268 / 8.3 Anwendungen 271 // 9 Vektoranalysis 275 / 9.1 Was ist ein Feld? 275 / 9.2 Operatoren der Vektoranalysis 276 / 9.3 Krummlinige Koordinaten 286 / 9.4 Integralsätze 299 // 10 Fourier-Analysis 307 / 10.1 Die Idee 307 / 10.2 Fourier-Reihe 308 / 10.3 Fourier-Transformation 312 // 11 Partielle Differenzialgleichungen 321 / 11.1 Was ist eine partielle Differenzialgleichung? 321 / 11.2 Laplace-Gleichung und Poisson-Gleichung 323 / 11.3 Kontinuitätsgleichung 326 / 11.4 Diffusionsgleichung 328 / 11.5 Wellen 335 // 12 Anwendungen in der Mechanik 345 / 12.1 Grundbegriffe 345 / 12.2 Newton 346 / 12.3 Energie, Impuls und Arbeit 356 / 12.4 Rotierende Punktmassen 374 / 12.5 Teilchen im Potenzial 383 / 12.6 Schwingungen 390 / 12.7 Kinematik und Dynamik des starren Körpers 414 // 13 Ausgewählte Anwendungen in der Elektrodynamik 427 / 13.1 Bewegung eines geladenen Teilchens 427 / 13.2 Maxwell-Gleichungen 435 / 13.3 Elemente der Elektrostatik 441 / 13.4 Elemente der Magnetostatik 448 / 13.5 Elektromagnetische Wellen 454 // Anhang A: Klausur ¿spielen¿ 465 / Anhang B: Lösungen zu den ¿Hausübungsaufgaben¿ 471 / Literatur 523 / Sachverzeichnis 525

Details

Verfasser*in: Suche nach Verfasser*in Otto, Markus
Verfasser*innenangabe: Markus Otto
Jahr: 2019
Verlag: Berlin, Heidelberg, Springer Spektrum
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Systematik: Suche nach dieser Systematik NN.MN, NN.P
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ISBN: 978-3-662-57792-9
2. ISBN: 3-662-57792-5
Beschreibung: 2. Auflage, XV, 532 Seiten : Illustrationen
Reihe: Lehrbuch
Schlagwörter: Lehrbuch, Mathematische Physik, Physik / Mathematische Methode
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Fußnote: Vorangegangen ist: ISBN: 9783827424556. -
Mediengruppe: Buch