Präsentation |
Inhalt und Anmerkungen |
|
|
Grundgroessen_Startpaket.ppt |
Zeit, Länge, Masse |
|
|
Skalare_u_Vektoren.ppt |
•Definition |
|
•Darstellung mit Komponenten |
|
•Addition von Vektoren |
|
•Linearkombinationen von
Vektoren |
|
•Betrag eines Vektors:
Quadratwurzel das Skalarprodukts eines Vektors mit sich selbst |
|
|
Geschwindigkeit_Licht.ppt |
•Definition der Geschwindigkeit |
|
•Messung der
Lichtgeschwindigkeit |
|
|
Beschleunigung_Geschw_Weg_Zeit.ppt |
•Zeit,
Ort, Weg |
|
•Geschwindigkeit |
|
•Beschleunigung |
|
|
Kreis_u_Pendelbewegungen.ppt |
•Bewegung auf einer Kreisbahn |
|
–Komponenten
des Ortsvektors: Funktionen von Radius und Winkel |
|
•Periodische Auslenkung |
|
•Zusammenhang zwischen beiden |
|
|
Entstehung_eines_Hurrikans.ppt |
Bewegung in rotierenden
Systemen in radialer Richtung |
|
|
Datenanalyse.ppt |
•Messwerte |
|
•Histogramm |
|
•Mittelwert |
|
•Varianz |
|
|
Verteilungen_Poisson.ppt |
•Die
Beobachtungen seien Zahlen voneinander unabhängiger Zufalls-Ereignisse, die
in gleichen Zeitintervallen eingetreten sind |
|
•Die
Verteilung dieser Zahlen wird durch die Poisson-Verteilung beschrieben |
|
|
Mittelwert und Standardabweichung.ppt |
Interaktive Excel Tabelle |
|
|
Verteilungen_Gauss.ppt |
•Die
Beobachtungen seien um einen Mittelwert streuende reelle Zahlen |
|
•Die
Wahrscheinlichkeit, einen Wert in einem bestimmten Abstand vom Mittelwert
anzutreffen, nehme mit zunehmendem Abstand vom Mittelwert ab |
|
•Diese
Wahrscheinlichkeit sei für Werte oberhalb- wie unterhalb des Mittelwerts
gleich |
|
|
Masse_Kraft_Traegheit.ppt |
•Eigenschaften der Masse |
|
•Die drei Newtonschen Axiome |
|
•Die
Kraft |
|
•Die
„träge“ Masse |
|
|
Schwerpunkt.ppt |
•Massen
verhalten sich bei vielen Bewegungen so, als ob die gesamte Masse in einem
einzigen Punkt – dem Schwerpunkt – liegen würde. |
|
•Bei
Drehungen wird zusätzlich eine Angabe zur Form der Massen benötigt – das
Trägheitsmoment |
|
•Analogie: Beschreibung
einer Verteilung durch ihren Schwerpunkt und ihre Standardabweichung |
|
|
Masse_Gravitation.ppt |
•Massen
ziehen sich an: Die Kraft errechnet sich aus dem Gravitationsgesetz |
|
•Die
Gravitationskraft ist proportional zu einer – neben der trägen Masse –
weiteren Eigenschaft, der „schweren Masse“ |
|
•Masse kann in Energie
umgewandelt werden |
|
|
Wurfparabel.ppt |
•Der
freie Fall: Gleichgewicht zwischen Gravitations- und Trägheitskraft |
|
•Fallen alle Körper gleich
schnell? |
|
•Träge Masse gleich schwere
Masse |
|
•Die
„Wurfparabel“ |
|
|
Gravitation_u_Fundamentalkraefte.ppt |
•Gleichgewicht
zwischen Gravitations- und Trägheitskräften auf Kreisbahnen |
|
•Gravitation
allein führt zum Verschmelzen aller Materie: „schwarze Löcher“ |
|
•Die
Gravitationskraft ist eine der vier Fundamentalkräfte |
|
•Kräfte mit „Distanz
haltender“ Wirkung |
|
|
Ladung_Coulombgesetz.ppt |
•Kräfte zwischen Ladungen |
|
–Gleichnamig: anziehend |
|
–Ungleichnamig: abstoßend |
|
•Kraftgesetz: Coulombgesetz |
|
•Kraft auf bewegte
Ladungen: Lorentz-Kraft |
|
•Es gibt eine
kleinste Ladung: Die Elementarladung |
|
•Jede Ladung ist mit Masse
verbunden |
|
•Nicht jede Masse trägt eine
Ladung |
|
|
Kraefte_zw_Bausteinen.ppt |
•Die
Materie besteht aus Massen und Ladungen, die im dreidimensionalen Raum auf
vielfältige Weise kombiniert werden können |
|
–Coulomb-
und Trägheitskräfte steuern die Struktur auf atomarer Skala (z. B. Struktur
der Moleküle), |
|
–Gravitations-
und Trägheitskräfte wirken in großen Dimensionen (z.B. Satellitenbahnen,
Planetenbewegung) |
|
•Kräfte werden durch Felder
übermittelt |
|
•Die Energie bleibt
bei allen Vorgängen erhalten |
|
|
Materialeigenschaften -
Startpaket.ppt |
Leiter |
|
Nichtleiter |
|
|
Feldstaerke_elektrisch.ppt |
•Die elektrische Feldstärke |
|
–Definition |
|
–Feldlinien |
|
|
Feldstaerke_magnetisch_Strom_u_Lorentzkraft.ppt |
•Definition der Stromstärke |
|
•Strom und magnetisches Feld |
|
•Die
Lorentzkraft |
|
•Kraft zwischen
zwei stromdurchflossenen Drähten |
|
•Das Biot-Savart-Gesetz |
|
|
Grundgroessen_Vollversion.ppt |
Die physikalischen
Grundgrößen |
|
|
Feldstaerken_aus_Ladung_u_Strom.ppt |
•Definition des
Flusses in der Elektrizitätslehre |
|
•Eigenschaften
elektrischer und magnetischer Felder |
|
•Konservative Felder und
Wirbelfelder |
|
•Magnetfeld eines Stroms |
|
|
Feldstaerken_im_Vakuum.ppt |
•Elektrische
Feldstärke bei zeitlicher Änderung von Magnetfeldern („Faradaysches
Induktionsgesetz“) |
|
•Magnetische Feldstärke bei
zeitlicher Änderung von elektrischen Feldern |
|
|
Arbeit_Energie_Spannung.ppt |
•Begriffe: Arbeit, Energie |
|
•Potentielle Energie |
|
•Kinetische
Energie |
|
•Der Energie-Erhaltungssatz |
|
•Energie Austausch zwischen
Systemen |
|
•Energie
im konservativen Feld (Elektrisches Feld und Gravitationsfeld) |
|
•Energie im Wirbelfeld |
|
|
Skalarprodukt_zB_Arbeit.ppt |
•Das Ergebnis ist eine
Zahl, ein „Skalar“ |
|
Rechenvorschrift: |
|
•Produkt
aus dem Betrag des ersten Vektors und dem Betrag der Projektion des zweiten
auf den ersten |
|
oder: |
|
•
Produkt der Beträge beider Vektoren und dem Cosinus des Winkels zwischen
ihnen |
|
|
Induktion.ppt |
•Elektrische
Feldstärke erscheint bei zeitlicher Änderung von Magnetfeldern |
|
–„Faradaysches
Induktionsgesetz“ |
|
•Magnetische Feldstärke
erscheint bei |
|
zeitlicher Änderung von
elektrischen Feldern |
|
–Induktion eines magnetischen
Feldes |
|
•Feldstärken
breiten sich mit Lichtgeschwindigkeit aus |
|
|
Induktion_Generator.ppt |
•Faradaysches Induktionsgesetz |
|
•Induzierte
elektrische Feldstärke bei Änderung des Stromflusses |
|
•Die
Lenzsche Regel |
|
•Induktion zur
Erzeugung der Spannung im Generator |
|
|
Potentiale_an_Bauteilen.ppt |
•Die
drei fundamentalen Bauteile der Elektrizitätslehre sind: |
|
•Kondensator |
|
–Spannung erscheint bei Ladung |
|
–Elektrische Kenngröße:
Kapazität C |
|
•Widerstand |
|
–Spannung erscheint bei
Stromfluss |
|
–Elektrische Kenngröße:
Widerstand R |
|
•Spule |
|
–Spannung
erscheint bei Änderung des Stromflusses |
|
–Elektrische Kenngröße:
Induktivität L |
|
|
Mechanische_Oszillatoren.ppt |
•Modellsystem: Massenpunkt und
Feder |
|
•Details zu den Kräften: |
|
–Der Massenpunkt liefert
die Trägheitskraft |
|
–Die
Feder sorgt für eine „rücktreibende Kraft“,
proportional zur Auslenkung: „Hookesches Gesetz“ |
|
•Einzig
mögliche Bewegung des Systems nach einer Auslenkung: Harmonische
Schwingung |
|
|
Hertzscher_Dipol.ppt |
•Schwingende Systeme: |
|
–Mechanisches Federpendel |
|
–Elektrischer Schwingkreis |
|
•Der Hertzsche Dipol |
|
|
El_Mag_Spektrum.ppt |
•Zusammenhang zwischen |
|
–Frequenz |
|
–Wellenlänge |
|
–Lichtgeschwindigkeit |
|
•Sender
für elektromagnetische Wellen und Bereich ihrer Strahlung |
|
|
Schwingung_Welle.ppt |
•Bewegung auf einer Kreisbahn |
|
•Schwingung |
|
•Welle |
|
•Ausbreitungsgeschwindigkeit |
|
•Beispiele
für Auslenkungen in Form von Schwingungen und Wellen |
|
|
Erzwungene_Schwingung.ppt |
•Aufbau zur Erzeugung
erzwungener Schwingungen |
|
•Resonanz |
|
–Phase |
|
–Amplitude |
|
|
Bohrsches_Atommodell.ppt |
•Das Bohrsches Atommodell |
|
–Quantenbedingung für den
Drehimpuls |
|
–Abhängig vom Bahnradius: |
|
•Winkelgeschwindigkeit |
|
•Energie |
|
•Absorption
und Emission elektromagnetischer Strahlung |
|
–
beim Übergang der Elektronen von einer Bahn zu einer anderen |
|
|
Gekoppelte_Pendel_ohne_IR.ppt |
•Gekoppelte
Pendel |
|
•Gekoppelte elektrische
Schwingkreise |
|
•Gekoppelte
Schwingungen in den Bausteinen der Materie |
|
–Orbitale der Elektronen |
|
–Molekülschwingungen |
|
–Schwingungen in
Festkörpern |
|
|
Impuls_mit_nicht_zentr_Stoss.ppt |
•Impuls
und Kraft |
|
•Impulserhaltung |
|
•Energie-
und Impulsaustausch zwischen Massen bei elastischem und inelastischem
Stoß |
|
•Stoß zwischen Materie und
Photonen |
|
|
Aufbau_der_Materie.ppt |
•Modell-Potentiale
für isotrope Wechselwirkung |
|
•Anisotrope
Wechselwirkung: Kovalente Bindung |
|
–Voraussetzung:
Verfeinerung des Atommodelles, |
|
–Symmetrie der Orbitale |
|
|
Aggregatzustaende.ppt |
•Die drei Aggregatzuständen: |
|
–Gasförmig |
|
–Flüssig |
|
–Fest |
|
•Bindung durch Coulomb Kräfte: |
|
–Isotrope Bindung (Metall,
Ionenbindung) |
|
–Bindung mit
Vorzugsrichtung: kovalente Bindung |
|
•Anregungsenergie
zum Umbau der Atome liefert die Temperaturbewegung |
|
|
Elastizitaet_Dehnung_Biegung.ppt |
•Hookesches
Gesetz |
|
•Elastische und plastische
Verformung |
|
•Biegung eines Balkens |
|
•Die „Neutrale Faser“ |
|
|
Elastizitaet_Schub_Torsion.ppt |
•Elastische Auslenkungen
außer der Dehnung: |
|
–Scherung |
|
–Torsion |
|
•„Elastische Nachwirkung“:
Hysterese |
|
|
Oberflaechen_Kapillaren.ppt |
•Oberflächen, Minimalflächen |
|
•Adhäsion,
Kohäsion |
|
•Kapillarwirkung |
|
|
Hyd_u_Aerstat_Druck.ppt |
•Druck: Quotient, Kraft durch
Fläche |
|
•Das
Volumen von Flüssigkeiten bleibt bei allen Drucken praktisch konstant |
|
–Folge: Konstante Dichte |
|
•Anwendung in
hydraulischen Kraftverstärkern |
|
•Das
Volumen von Gasen ist umgekehrt proportional zum Druck: Boyle-Mariottesches
Gesetz |
|
–Folge: Die Dichte
steigt proportional zum Druck |
|
|
Hyd_u_Aerstat_Auftrieb.ppt |
•Schweredruck:
Durch die Schwerkraft verursachter Druck in Flüssigkeiten oder Gasen |
|
•Auftriebskraft:
Schwerkraft des verdrängten Mediums |
|
–Auftrieb gibt es in
Flüssigkeit oder Gas, bei Bewegung auch in Schüttgütern wie z. B.
Hülsenfrüchten, Sand … |
|
–Schwimmen:
Dichte des Körpers kleiner als der des umgebenden Mediums, |
|
–Schweben:
Dichte des Körpers gleich der des umgebenden Mediums |
|
–Sinken:
Dichte des Körpers größer als die des umgebenden Mediums |
|
|
Hyd_u_Aerstat_Magdebg.ppt |
•Der
Klassische Versuch der zum Nachweis des Luftdrucks wird im Labor mit zwei
Halbkugeln mit 15 cm Durchmesser ausgeführt |
|
|
|
|
Hyd_u_Aerostat_Baro_Hoehenformel.ppt |
•In Gasen ist die
Dichte proportional zum Druck |
|
– im Gegensatz
zur konstanten Dichte in Flüssigkeiten |
|
•Gase
im Gravitationsfeld: Abnehmender Schweredruck bei zunehmender Höhe |
|
–bei
kleiner Zunahme der Höhe analog zur Druckabnahme in Flüssigkeiten |
|
–bei
größerer Zunahme der Höhe wirkt sich die mit dem Druck abnehmende Dichte
aus |
|
•Folge:
Mit der Höhe exponentiell abnehmender Druck gemäß der „Barometrischen
Höhenformel“ |
|
|
Hyd_u_Aerostat_Allg_Gasgl.ppt |
•Makro- und
mikroskopisches Bild für Gase |
|
•Ideales
Gas: punktförmige Teilchen ohne Wechselwirkung untereinander,
Energieaustausch nur bei Wandberührung |
|
•Die
Temperatur (in Kelvin ) ist proportional zur mittleren kinetischen Energie
der Gasteilchen |
|
•Mikroskopisches
Bild für den Druck: Impulsübertrag auf die Wand |
|
–Grundgleichung der
kinetischen Gastheorie |
|
•Die
Allgemeine Gasgleichung beschreibt den Zusammenhang zwischen |
|
–Teilchenzahl |
|
–Temperatur |
|
–Druck |
|
–Volumen |
|
|
Hyd_Aerdyn_Bernoulli.ppt |
•Ideale Flüssigkeiten, ideale
Strömung |
|
–Bewegung ohne Reibung |
|
–Inkompressibel, d.h.
überall konstante Dichte |
|
•Die Volumenstromstärke |
|
–Produkt aus
Querschnitt und Fließ-Geschwindigkeit |
|
•Die
Kontinuitätsgleichung: Erhaltung der Massen bei der Strömung inkompressibler
Flüssigkeiten |
|
–Die
Volumenstromstärken bei Ein- und Austritt sind gleich |
|
•„Was reinfließt, fließt
auch wieder raus“ |
|
•Die
Gleichung von Daniel Bernoulli für ideale Strömungen: |
|
–In
Bereichen großer Strömungsgeschwindigkeit ist der Druck kleiner als in
Bereichen kleiner Strömungsgeschwindigkeit |
|
|
Hyd_Aerdyn_Newt_Fl.ppt |
•Bei der
Strömung realer Flüssigkeiten gibt es Reibung |
|
•Laminare
Strömung |
|
•Newtonsche
Gleichung: Reibungskraft proportional zu |
|
–Gradient der
Geschwindigkeit im Medium |
|
–Viskosität |
|
–Fläche der bewegten Lamelle |
|
•„Newtonsche
Flüssigkeit“: Kraft zur Bewegung proportional zum Gradienten der
Geschwindigkeit |
|
•Das Hagen-Poiseuillesche
Gesetz |
|
•Reibungskraft
auf eine Kugel ist proportional zur Geschwindigkeit: Das Gesetz von
Stokes |
|
–Konstante
End-Geschwindigkeit beim Fall in viskosen Medien |
|
|
Hyd_Aerdyn_Hag_Pois_Herltg.ppt |
Das
Hagen-Poiseuillesche Gesetz beschreibt die laminare Strömung viskoser Medien
in Rohren |
|
•Das
Geschwindigkeitsprofil ist parabelförmig |
|
•Die
Volumenstromstärke ist proportional zur vierten Potenz des Radius |
|
–Im
Gegensatz zum elektrischen Stromfluss, der mit der zweiten Potenz des Radius
zunimmt |
|
|
Reibung_zw_festen_Stoffen.ppt |
Bei
der Reibung zwischen festen Körpern gibt es die „Haftreibungskraft“ mit
besonderer Bedeutung: |
|
•Eine
Kraft kleiner als die „Haftreibungskraft“ lässt den Körper in Ruhe |
|
•Eine
Kraft größer als die „Haftreibungskraft“ führt zur beschleunigten
Bewegung |
|
|
Hyd_Aerdyn_Grenz_u_Turb.ppt |
•Verschiebung
einer Schicht eines viskosen Mediums setzt sich in Form von laminarer
Strömung nur innerhalb der Grenzschicht fort – jenseits bleibt das Medium in
Ruhe |
|
•Die
Reynoldssche Zahl erlaubt die Abschätzung des Übergangs von laminarer zu
turbulenter Strömung |
|
|
Kreisel_und_Praezession.ppt |
•Kräftefreie Kreisel |
|
•Kreisel
unter Wirkung eines Drehmoments führen eine Präzessions-Bewegung aus |
|
|
Waerme_Temperatur.ppt |
•Die
Temperatur |
|
•Temperaturbewegung:
Verteilungen, Freiheitsgrade |
|
|
|
|
Waerme_1_Hauptsatz.ppt |
•Energiezufuhr in Form von
Wärme |
|
–Spezifische
Wärme |
|
•Erster Hauptsatz der
Wärmelehre |
|
|
Waerme_Beispiele_Zustaenderungen.ppt |
•Beispiel
für eine Zustandsänderung: Ausdehnung eines idealen Gases |
|
–Isotherm:
„Gay-Lussacscher Überström-Versuch“, irreversibel |
|
–Adiabatisch, reversibel |
|
–Mit
Energie-Speicher für Wärme und mechanische Energie : Isotherm reversibel |
|
•Ein
Maß für die Reversibilität einer Zustandsänderung: Die Entropie (Clausiussche
Definition) |
|
|
Waerme_Car_Stir_Wirkungsgrad.ppt |
•Funktion des Carnot Motors |
|
•Vergleich
der Funktion von Carnot - und Stirling-Motor |
|
•Der optimale Wirkungsgrad
für Wärmekraftmaschinen |
|
|
Waerme_Entropie_Boltzmann.ppt |
•Entropie
nach Clausius: Aus makroskopischen Größen errechnete Maßzahl, mit der man
reversible von irreversiblen Zustandsänderungen unterscheiden kann: |
|
–Ein Prozess ist nur dann
ohne Energiezufuhr von außen rückgängig zu machen, wenn die Bilanz der
Änderungen der Entropie zwischen Anfangs- und Endzustand null ist |
|
•Entropie nach Boltzmann:
Maß für die Wahrscheinlichkeit eines Zustands |
|
•Die
Entropie eines Zustands ist der Logarithmus der Wahrscheinlichkeit, diesen
Zustand anzutreffen |
|
•Kriterium für sich selbst
einstellende Gleichgewichte: Das System stellt sich so ein, dass die Entropie
maximal wird |
|
|
Waerme_Reale_Gase.ppt |
•Van der Waalsche
Zustandsgleichung |
|
•Phasenumwandlungen |
|
•Verflüssigung von Gasen |
|
|
Waerme_Reale_Gase_Schallwellen.ppt |
•Physik der Schallwellen:
Druckwellen |
|
•Bewegungsgleichung der
Druckwelle |
|
–Schallschnelle |
|
–Schallgeschwindigkeit |
|
•Physikalische Größen zur
Schallmessung |
|
–Schalldruckpegel |
|
–Schallwiderstand |
|
–Hörschwelle |
|
–Intensität, Schallstärke |
|
•Empfindung des Schalls als
„Lautstärke“ |
|
•Das Weber-Fechnersche Gesetz |
|
•Messgröße für die Lautstärke |
|
–Phon |
|
|
Waerme_Loesungen.ppt |
•Gasgemische:
Daltonsches Partialdruck-Gesetz |
|
•Lösungen: Solvatation |
|
•Osmose |
|
|
Waerme_Aktuell.ppt |
•Energiebedarf bei
Phasenumwandlungen |
|
–Schmelzenthalpie |
|
–Verdampfungsenthalpie |
|
•Energiebedarf
zur Erwärmung außerhalb der Phasenumwandlungen |
|
–Spezifische
Wärme |
|
|