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Einführung in die klassische Mechanik als Teil der theoretischen Physik für interessierte Laien mit Grundkenntnissen in Physik und Mathematik.

Wie bewegt sich ein Körper? Was ist das Prinzip der kleinsten Wirkung? Sind Symmetrien grundlegend? Leonard Susskind und George Hrabovsky erklären nicht alles, was es über die Klassische Mechanik zu wissen gibt - sondern alles Wichtige.

Begeisterte Physik-Amateure bekommen die notwendige Mathematik und die Formeln an die Hand, die sie für ein wirkliches Verständnis benötigen. Mit glasklaren Erklärungen, witzigen und hilfreichen Dialogen und grundlegenden Übungen erklären die Autoren die Klassische Mechanik so einfach wie möglich, aber nicht einfacher.

Über den Autor

Leonard Susskind ist seit 1979 Professor für Theoretische Physik an der Stanford University und seit 2000 Felix-Bloch-Professor für Physik. Er lebt in Palo Alto, Kalifornien. Er gilt als einer der Väter der Stringtheorie.

George Hrabovsky ist Präsident der gemeinnützigen Organisation Madison Area Science and Technology (MAST) , die sich der wissenschaftlichen und technologischen Forschung und Bildung widmet. Er lebt in Madison, Wisconsin.

 

Aus dem Inhalt:

Vorwort vii / 1 Das Wesen der klassischen Physik 1 / 1.1 Was ist klassische Physik? 1 / 1.2 Einfache dynamische Systeme und Zustandsräume 2 / 1.3 Unerlaubte Regeln: Das Minus-Erste Gesetz 7 / 1.4 Dynamische Gesetze mit unendlich vielen Zuständen 9 / 1.5 Zyklen und Erhaltungssätze 10 / 1.6 Die Grenzen der Präzision 11 / 1 Räume, Trigonometrie und Vektoren 13 / LI Koordinaten 13 / 1.2 Trigonometrie 16 / 1.3 Vektoren 20 / 2 Bewegung 25 / 2.1 Differentialrechnung 25 / 2.2 Teilchenbewegung 31 / 2.3 Beispiele für Bewegungen 33 / II Integralrechnung 37 / II. 1 Integralrechnung 37 / II. 2 Partielle Integration 43 / 3 Dynamik 45 / 3.1 Das Bewegungsgesetz des Aristoteles 45 / 3.2 Masse, Beschleunigung und Kraft 48 / 3.3 Ein Einschub zu Einheiten 51 / 3.4 Beispiele zu Lösungen von Newtons Gleichungen 53 / III Partielle Ableitung 57 / III. 1 Partielle Ableitungen 57 / 111.2 Stationäre Punkte und Minima 59 / 111.3 Stationäre Punkte in höheren Dimensionen 61 / 4 Systeme mit mehr als einem Teilchen 67 / 4.1 Teilchensysteme 67 / 4.2 Der Zustandsraum eines Systems von Teilchen 69 / 4.3 Impuls und Phasenraum 70 / 4.4 Kraft, Gegenkraft und die Impulserhaltung 72 / 5 Energie 75 / 5.1 Kraft und potentielle Energie 76 / 5.2 Mehr als eine Dimension 78 / 6 Das Prinzip der kleinsten Wirkung 83 / 6.1 Übergang zur fortgeschrittenen Mechanik 83 / 6.2 Wirkung und die Lagrange-Funktion 85 / 6.3 Herleitung der Euler-Lagrange-Gleichung 88 / 6.4 Mehr Teilchen und mehr Dimensionen 90 / 6.5 Was ist das Gute an der kleinsten Wirkung? 91 / 6.6 Generalisierte Koordinaten und Impulse 94 / 6.7 Zyklische Koordinaten 97 / 7 Symmetrien und Erhaltungssätze 99 / 7.1 Vorbemerkungen 99 / 7.2 Beispiele für Symmetrien 101 / 7.3 Weitere allgemeine Symmetrien 105 / 7.4 Die Folgen einer Symmetrie 106 / 7.5 Zurück zu den Beispielen 107 / 8 Hamilton-Mechanik und Zeit Invarianz 111 / 8.1 Symmetrie bei Zeittranslationen 111 / 8.2 Erhaltung der Energie 113 / 8.3 Der Phasenraum und die Hamilton-Gleichungen 116 / 8.4 Die Hamilton-Funktion des harmonischen Oszillators 118 / 8.5 Die Herleitung der Hamilton-Gleichungen 121 / 9 Der Fluss im Phasenraum und der Satz von Gibbs-Liouville 123 / 9.1 Die Flüssigkeit des Phasenraums 123 / 9.2 Ein kurzer Rückblick 125 / 9.3 Fluss und Divergenz 125 / 9.4 Der Satz von Liouville 127 / 9.5 Die Poisson-Klammer 129 / 10 Poisson-Klammer, Drehimpuls und Symmetrien 133 / 10.1 Eine axiomatische Formulierung der Mechanik 133 / 10.2 Drehimpuls 136 / 10.3 Das Levi-Civita-Symbol 138 / 10.4 Zurück zum Drehimpuls 139 / 10.5 Kreisel und Präzession 140 / 10.6 Symmetrie und Erhaltung 143 / 11 Elektrische und magnetische Kräfte 145 / 11.1 Vektorfelder 146 / 11.2 Nabla 146 / 11.3 Magnetfelder 148 / 11.4 Die Kraft auf ein geladenes Teilchen 151 / 11.5 Die Lagrange-Funktion 152 / 11.6 Die Bewegungsgleichungen 154 / 11.7 Die Hamilton-Funktion 155 / 11.8 Bewegung im homogenen Magnetfeld 157 / 11.9 Eichinvarianz 158 / 11.10 Das war es erst einmal 159 // A Zentralkräfte und Planetenbahnen 161 / A.1 Die Zentralkraft der Gravitation 161 / A.2 Die Energie des Gravitationspotentials 164 / A.3 Die Erde bewegt sich in einer Ebene 164 / A.4 Polarkoordinaten 165 / A.5 Die Bewegungsgleichungen 165 / A.6 Diagramme der effektiven potentiellen Energie 167 / A.7 Die Keplerschen Gesetze 168 / Index 173