Aufgabensammlung mit Lösungen. Für Studenten der Anfangssemester im Fach Physik und für Studenten mit Physik im Nebenfach.
Dieses Buch ist vor allem für Studenten an Technischen Fachhochschulen und Universitäten geeignet. Es dient im Rahmen der Ausbildung im Nebenfach PHYSIK zum intensiven Üben und hilft, physikalische Probleme zu erkennen, diese mathematisch zu formulieren sowie Lösungen der mathematischen Formen zu finden und physikalisch zu interpretieren.
In jedem Kapitel wird dem Leser in einem GRUNDLAGEN-Teil in gedrängter Form ein Überblick über die wichtigsten physikalischen Gesetzmäßigkeiten gegeben, die er für das Lösen der Aufgaben kennen muss.
Anschließend werden KONTROLLFRAGEN zur Überprüfung der Kenntnisse gestellt.BEISPIELE (beispielhaft durchgerechnete Aufgaben) bieten typische Sachverhalte in Form von Problemstellungen, deren Lösungswege ausführlich dargestellt sind. Sie sollen den Leser auf die selbstständige Lösung der nach jedem Kapitel gestellten AUFGABEN vorbereiten.
Die ANTWORTEN auf die Kontrollfragen sowie LÖSUNGEN und ggf. Lösungswege der Aufgaben sind am Ende des Buches zu finden. (Verlagsinformation)
/ AUS DEM INHALT: / / /
M Mechanik : 11
M1 Bewegung auf einer Geraden 11
1 Geschwindigkeit und Beschleunigung 11
2 Bewegungsformen 11
M2 Bewegung in der Ebene 16
1 Krummlinige Bewegung 16
2 Kreisbewegung 17
M3 Bewegungsgleichung 22
1 Grundgesetz 22
2 Gegenwirkungsprinzip 22
3 Kräfte 23
4 Kraftstoß und Impuls 23
M4 Arbeit, Energie, Leistung 30
1 Arbeit 30
2 Verschiebungsarbeit und potenzielle Energie 30
3 Beschleunigungsarbeit und kinetische Energie 31
4 Erhaltungssatz der mechanischen Energie 31
5 Mechanische Leistung 32
M5 Impulserhaltungssatz 38
1 Systeme mehrerer Punktmassen 38
2 Stoßvorgänge 38
3 Impulserhaltung bei Körpern veränderlicher Masse 39
M6 Bewegung im Zentralfeld 46
1 Zentralkräfte 46
2 Drehimpulserhaltungssatz 46
3 Bewegung im Gravitationsfeld 47
M7 Statik 53
1 Drehmoment 53
2 Gleichgewicht 53
M8 Rotation starrer Körper 60
1 Bewegung des starren Körpers 60
2 Bewegungsgleichungen der Rotation 61
3 Kreisel 62
4 Drehimpulserhaltungssatz 62
5 Gegenüberstellung Translation - Rotation 63
6 Physikalisches Pendel 64
M9 Beschleunigtes Bezugssystem 72
1 Trägheitskräfte 72
2 Zentrifugalkraft 72
3 CORIOLIS-Kraft 73
4 Erklärung von CORIOLIS-Kraft und Zentrifugalkraft 73
M10 Spezielle Relativitätstheorie 79
1 Lichtgeschwindigkeit und Relativitätsprinzip 79
2 LORENTZ-Transformation 79
3 Relativistische Dynamik 80
4 Energie 81
M11 Äußere Reibung 87
1 Haftreibung 87
2 Gleitreibung 87
3 Rollreibung 88
M12 Verformung fester Körper 92
1 Elastische Spannungen 92
2 HOOKE'sches Gesetz 92
3 Biegung 93
4 Drillung 94
M13 Ruhende Flüssigkeiten und Gase 100
1 Druck 100
2 Schweredruck 100
3 Auftrieb 101
M14 Strömung der idealen Flüssigkeit 104
1 Ideale Flüssigkeit 104
2 Kontinuitätsgleichung 105
3 Mechanische Arbeit der Flüssigkeiten und Gase 105
4 BERNOULLI'sche Gleichung 105
M15 Strömung realer Flüssigkeiten 111
1 Gesetz von NEWTON 111
2 Spezielle Reibungsgesetze 111
3 Widerstandsgesetz 112
W Schwingungen und Wellen : 116
W1 Harmonische Schwingungen 116
1 Ort-Zeit-Funktion 116
2 Bewegungsgleichung für harmonische Schwingungen 117
3 Federschwingung 117
4 Drehschwingung 117
W2 Gedämpfte Schwingungen 123
1 Bewegungsgleichung für lineare Schwingungen 123
2 Ort-Zeit-Funktion 124
W3 Erzwungene Schwingungen 130
1 Allgemeine Form der Differenzialgleichung, stationäre Lösung 130
2 Frequenzgang für Phase und Amplitude 130
3 Äußere Erregung 131
4 Innere Erregung 131
W4 Wellenausbreitung 137
1 Eindimensionale mechanische Wellen 137
2 Wellenfunktion, Wellengleichung 138
3 Stehende Wellen 138
W5 Schallwellen 145
1 Schallausbreitung 145
2 Das Ohr als Schallempfänger 147
3 DOPPLER-Effekt 149
T Thermodynamik : 155
T1 Kalorimetrie, thermische Ausdehnung 155
1 Temperatur 155
2 Thermische Ausdehnung 155
3 Wärmebilanz 156
T2 Wärmeausbreitung 160
1 Wärmestrom 160
2 Wärmeleitung 160
3 Wärmeübergang 160
4 Wärmedurchgang 161
T3 Zustandsänderungen - Erster Hauptsatz der Thermodynamik 166
1 Zustandsgleichungen 166
2 Zustandsänderungen 166
3 Mechanische Arbeit des Gases 168
4 Erster Hauptsatz der Thermodynamik 168
5 Kreisprozess 168
6 Enthalpie und Entropie 169
T4 CARNOT'scher Kreisprozess 178
1 Wirkungsgrad einer Wärmekraftmaschine 178
2 Wärmepumpe und Kältemaschine 179
T5 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik 183
1 Irreversible Vorgänge 183
2 Entropieänderungen 184
3 Hinweise zur Berechnung der Entropieänderung 185
T6 Gaskinetik 189
1 Mikrophysikalische Betrachtung des Gases 189
2 MAXWELL'sche Geschwindigkeitsverteilung 190
3 Teilchenströme und mittlere Geschwindigkeit 190
4 Druck, Temperatur und mittleres Geschwindigkeitsquadrat 191
5 Gleichverteilungssatz der inneren Energie 192
6 Mittlere Stoßfrequenz und mittlere freie Weglänge 193
T7 Wärmestrahlung 197
1 Strahlungsfeldgrößen 197
2 LAMBERT'sches Gesetz 198
3 KIRCHHOFF'sches Strahlungsgesetz199
4 Spektrale Energieverteilung 200
5 Kosmische Strahlungsquellen201
E Elektrizität und Magnetismus : : : 209
E1 Gleichstromkreis 209
1 Elektrische Größen 209
2 KIRCHHOFF'sche Gesetze210
3 Abgeleitete Regeln 211
4 Spannungsquellen 211
E2 Elektrisches Feld 217
1 COULOMB-Kraft und Feldmodell 217
2 Elektrische Feldstärke 218
3 Elektrische Verschiebung 218
4 Superpositionsprinzip und Influenz 219
5 Elektrisches Potenzial und Spannung 220
6 Kapazität 221
E3 Magnetisches Feld 228
1 Magnetische Kraft zwischen elektrischen Strömen 228
2 Magnetische Feldstärke 228
3 BIOT-SAVART'sches Gesetz 230
4 Magnetische Flussdichte und LORENTZ-Kraft 230
5 Magnetischer Fluss 231
E4 Induktion 238
1 Induktionsgesetz 238
2 Induktion im bewegten Leiter 239
3 LENZ'sche Regel 239
4 Selbstinduktion 239
E5 Wechselstromkreis 245
1 Phasenverschiebung, Effektivwert 245
2 Wechselstromwiderstände 246
3 Zeigerdiagramm247
4 Reihenschaltung von R, L und C 248
5 Parallelschaltung von R, L und C 249
6 Leistung 249
O Optik 254
O1 Reflexion, Brechung, Dispersion 254
1 Reflexion und Brechung254
2 Dispersion 254
O2 Dünne Linse 259
1 Abbildungsgleichungen259
2 Strahlenverlauf 260
O3 Spiegel 266
1 Abbildungsgleichungen 266
2 Strahlenverlauf 267
O4 Dicke Linse, Linsensysteme 270
1 Hauptebenen 270
2 Linsensysteme271
O5 Auge, optische Vergrößerung 274
1 Sehwinkel274
2 Akkommodation, Bezugssehweite 275
3 Vergrößerung280
1 Lupe 280
2 Mikroskop281
3 Fernrohr 281
O7 Interferenz und Beugung 288
1 Überlagerung von zwei Wellen 288
2 Beugung am Doppelspalt 289
3 Beugungsgitter289
4 Gitterspektralapparat 290
5 Beugung an Blenden 292
6 Interferenz an dünnen Schichten 293
S Struktur der Materie 301
S1 Welle-Teilchen-Dualismus 301
1 Lichtquanten und Materiewellen
2 Lichtelektrischer Effekt 301
3 COMPTON-Effekt 302
4 HEISENBERG'sche Unbestimmtheitsrelation 302
S2 Atomhülle 306
1 BOHR'sches Atommodell, Spektrum des Wasserstoffatoms 306
2 Quantenzahlen, Spektren der Alkaliatome 307
3 PAULI-Prinzip und Periodensystem 309
4 Röntgenspektren310
S3 Quantenmechanik 316
1 SCHRÖDINGER-Gleichung 316
2 Lösen der SCHRÖDINGER-Gleichung 317
S4 Atomkern 327
1 Kernaufbau und -eigenschaften327
2 Kernkräfte, Kernenergie 327
3 Radioaktivität 328
4 Kernreaktionen 329
Antworten auf die Kontrollfragen :335
Ergebnisse der Aufgaben : 385
Sachwortverzeichnis : 430