Die "Mechanik" erscheint als Band 2 innerhalb der Reihe "Grund kurs Physik", die sich vorwiegend an StudienanHinger bis zum Vor diplom wendet. Ais ein von grundauf neu konzipiertes Buch stellt es sich die Aufgabe, ~ eine gut verstandliche EinfUhrung in dieses alteste Teilgebiet der Physik zu geben und dabei auch die Erfordernisse der modernen Physik zu berlicksichtigen, ~ die analytischen Fahigkeiten des Studierenden weiterzuentwickeln, und ~ dem Studierenden damit das Selbstvertrauen zu vermitteln, das zur Entwicklung eigener Lern-Initiative erforderlich ist und auch die Voraussetzung fUr das…mehr
Die "Mechanik" erscheint als Band 2 innerhalb der Reihe "Grund kurs Physik", die sich vorwiegend an StudienanHinger bis zum Vor diplom wendet. Ais ein von grundauf neu konzipiertes Buch stellt es sich die Aufgabe, ~ eine gut verstandliche EinfUhrung in dieses alteste Teilgebiet der Physik zu geben und dabei auch die Erfordernisse der modernen Physik zu berlicksichtigen, ~ die analytischen Fahigkeiten des Studierenden weiterzuentwickeln, und ~ dem Studierenden damit das Selbstvertrauen zu vermitteln, das zur Entwicklung eigener Lern-Initiative erforderlich ist und auch die Voraussetzung fUr das Umsetzen kreativen Denkens in wissen schaftliche Ergebnisse darstellt. StofJauswahl und Darstellung sind diesen Zielen untergeordnet: Wir gehen von dem Grundsatz aus, daB es besser ist, weniger Gebiete grtind licher zu behandeln, als viele nur oberflachlich. Besondere Aufmerk samkeit wenden wir den Gebieten zu, die in so man chen Blichern tiber Mechanik schwer verstandlich oder unvollstandig behandelt werden. Das ist urn so wichtiger, als davon die Grundlagen der Mechanik (und damit der Physik) betroffen sind. Beim "Auffahren mathematischer Geschtitze" verfahren wir nach dem Prinzip der VerhaltnismaBigkeit der Mittel. Das heiBt, wir werden weder "mit Kanonen auf Spatzen schieBen", noch versuchen, mit untauglichen Mitteln schwierigere Probleme anzugehen.Hinweis: Dieser Artikel kann nur an eine deutsche Lieferadresse ausgeliefert werden.
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Inhaltsangabe
1. Die Raumzeit.- 1.1 Grundbegriffe.- 1.1.1 Raum und Zeit.- 1.1.2 Raumzeit-Diagramme.- 1.2 Das Relativitätsprinzip der Mechanik.- 1.3 Das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit.- 1.4 Die Eigenzeit.- 1.5 Die Einstein-Minkowskische Raumzeit.- 1.6 Zusammenfassung.- 1.7 Aufgaben.- 2. Grundbegriffe der Kinematik.- 2.0 Einleitung.- 2.1 Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung.- 2.1.1 Beschreibung mit kartesischen Koordinaten.- 2.1.2 Radialer und angularer Teil der Bewegung.- 2.2 Geradlinige Bewegung und Kreisbewegung.- 2.2.1 Geradlinige Bewegung.- 2.2.2 Die Kreisbewegung.- 2.2.3 Gleichförmige Kreisbewegung.- 2.3 Beschreibung der Bewegung in Polarkoordinaten.- 2.4 Kinematik orthogonaler Transformationen.- 2.4.1 Beschreibung der Bewegung eines Teilchens durch orthogonale Transformationen.- 2.4.2 Bestimmungsstücke einer orthogonalen Transformation.- 2.4.3 Die Eulerschen Winkel.- 2.4.4 Kinematik im rotierenden Bezugssystem.- 2.5 Zusammenfassung.- 2.6 Aufgaben.- 3. Dynamik eines Massenpunktes.- 3.1 Freie Teilchen und Inertialsysteme.- 3.1.1 Freie Teilchen und Gravitation.- 3.1.2 Nichtrotierende Bezugssysteme.- 3.1.3 Inertialsysteme und Galilei-Transformationen.- 3.2 Grundbegriffe der Dynamik.- 3.2.1 Träge Masse.- 3.2.2 Massendichte.- 3.2.3 Massenmittelpunkt.- 3.2.4 Impuls.- 3.2.5 Impulserhaltungssatz.- 3.2.6 Bahn-Drehimpuls.- 3.3 Wechselwirkungen.- 3.3.1 Kräfte.- 3.3.2 Die fundamentalen Wechselwirkungen.- 3.3.3 Elastische Kräfte.- 3.3.4 Reibungskräfte.- 3.4 Die Newtonschen Axiome.- 3.5 Arbeit und Energie.- 3.5.1 Arbeit.- 3.5.2 Kinetische Energie.- 3.5.3 Reibungsarbeit.- 3.5.4 Konservative Kraftfelder.- 3.6 Zusammenfassung.- 3.7 Aufgaben.- 4. Beispiele von Kraftfeldern.- 4.1 Das homogene Gravitationsfeld.- 4.1.1 Die Bewegungsgleichung.- 4.1.2 Potentielle Energie.- 4.2 Das sphärisch-symmetrische Gravitationsfeld.- 4.2.1 Erhaltung von Energie und Drehimpuls.- 4.2.2 Berechnung der Bahn.- 4.2.3 Der zeitliche Ablauf der Bewegung.- 4.2.4 Das dritte Keplersche Gesetz.- 4.3 Der harmonische Oszillator.- 4.3.1 Der lineare Oszillator.- 4.3.2 Der dreidimensionale isotrope Oszillator.- 4.4 Bewegung im Magnetfeld.- 4.4.1 Die Bewegungsgleichung.- 4.4.2 Homogenes Magnetfeld.- 4.5 Zusammenfassung.- 4.6 Aufgaben.- 5. Systeme von Teilchen.- 5.1 Motivation.- 5.2 Gesamtwerte physikalischer Größen.- 5.2.1 Systeme von Massenpunkten.- 5.2.2 Schwerpunkts- und Relativkoordinaten.- 5.2.3 Kinetische Energie.- 5.3 Erhaltungssätze für isolierte Systeme.- 5.3.1 Impulserhaltung.- 5.3.2 Drehimpulserhaltung.- 5.3.3 Energieerhaltung.- 5.4 Kontinuierliche Materie.- 5.4.1 Die Beschreibung kontinuierlicher Materie.- 5.4.2 Die Kontinuitätsgleichung.- 5.4.3 Die Schwerpunktsgeschwindigkeit.- 5.4.4 Schwerpunkts- und Relativkoordinaten.- 5.5 Verschiedene Momente einer Materieverteilung.- 5.5.1 Definition der Momente. Änderung des Bezugspunktes.- 5.5.2 Die Multipolmomente einer Materieverteilung.- 5.5.3 Trägheitstensor und Tisserand-System.- 5.6 Zusammenfassung.- 5.7 Aufgaben.- 6. Starre Körper.- 6.0 Vorbemerkung.- 6.1 Drehimpuls und Drehenergie.- 6.1.1 Berechnung im raumfesten Bezugssystem.- 6.1.2 Berechnung im körperfesten Bezugssystem.- 6.1.3 Der Trägheitstensor.- 6.1.4 Symmetrieachsen.- 6.2 Die Bewegung starrer Körper.- 6.2.1 Drehmomente.- 6.2.2 Die Eulerschen Gleichungen.- 6.2.3 Drehmomentfreier Kreisel.- 6.2.4 Symmetrischer Kreisel.- 6.2.5 Elektrischer Ringstrom im Magnetfeld.- 6.3 Zusammenfassung.- 6.4 Aufgaben.- 7. Lagrangesche und Hamiltonsche Mechanik.- 7.1 Vorbemerkungen.- 7.1.1 Nebenbedingungen und Zwangskräfte.- 7.1.2 Beispiel für die Berechnung der Zwangskraft.- 7.1.3 Verschiedene Arten von Nebenbedingungen.- 7.2 Lagrange-Gleichungen für holonome Systeme.- 7.2.1 Generalisierte Koordinaten.- 7.2.2 Lagrange-Gleichungen.- 7.2.3 Euler-Lagrangesches Variationsprinzip.- 7.2.4 Lagrange-Funktion und Erhaltungsgrößen.- 7.2.5 Die Hamiltonschen Gleichungen.- 7.2.6 Teilchenbewegung im elektromagnetischen Feld.- 7.3 Lagrange-Gleichungen für nichtholo
1. Die Raumzeit.- 1.1 Grundbegriffe.- 1.1.1 Raum und Zeit.- 1.1.2 Raumzeit-Diagramme.- 1.2 Das Relativitätsprinzip der Mechanik.- 1.3 Das Prinzip der Konstanz der Lichtgeschwindigkeit.- 1.4 Die Eigenzeit.- 1.5 Die Einstein-Minkowskische Raumzeit.- 1.6 Zusammenfassung.- 1.7 Aufgaben.- 2. Grundbegriffe der Kinematik.- 2.0 Einleitung.- 2.1 Ort, Geschwindigkeit und Beschleunigung.- 2.1.1 Beschreibung mit kartesischen Koordinaten.- 2.1.2 Radialer und angularer Teil der Bewegung.- 2.2 Geradlinige Bewegung und Kreisbewegung.- 2.2.1 Geradlinige Bewegung.- 2.2.2 Die Kreisbewegung.- 2.2.3 Gleichförmige Kreisbewegung.- 2.3 Beschreibung der Bewegung in Polarkoordinaten.- 2.4 Kinematik orthogonaler Transformationen.- 2.4.1 Beschreibung der Bewegung eines Teilchens durch orthogonale Transformationen.- 2.4.2 Bestimmungsstücke einer orthogonalen Transformation.- 2.4.3 Die Eulerschen Winkel.- 2.4.4 Kinematik im rotierenden Bezugssystem.- 2.5 Zusammenfassung.- 2.6 Aufgaben.- 3. Dynamik eines Massenpunktes.- 3.1 Freie Teilchen und Inertialsysteme.- 3.1.1 Freie Teilchen und Gravitation.- 3.1.2 Nichtrotierende Bezugssysteme.- 3.1.3 Inertialsysteme und Galilei-Transformationen.- 3.2 Grundbegriffe der Dynamik.- 3.2.1 Träge Masse.- 3.2.2 Massendichte.- 3.2.3 Massenmittelpunkt.- 3.2.4 Impuls.- 3.2.5 Impulserhaltungssatz.- 3.2.6 Bahn-Drehimpuls.- 3.3 Wechselwirkungen.- 3.3.1 Kräfte.- 3.3.2 Die fundamentalen Wechselwirkungen.- 3.3.3 Elastische Kräfte.- 3.3.4 Reibungskräfte.- 3.4 Die Newtonschen Axiome.- 3.5 Arbeit und Energie.- 3.5.1 Arbeit.- 3.5.2 Kinetische Energie.- 3.5.3 Reibungsarbeit.- 3.5.4 Konservative Kraftfelder.- 3.6 Zusammenfassung.- 3.7 Aufgaben.- 4. Beispiele von Kraftfeldern.- 4.1 Das homogene Gravitationsfeld.- 4.1.1 Die Bewegungsgleichung.- 4.1.2 Potentielle Energie.- 4.2 Das sphärisch-symmetrische Gravitationsfeld.- 4.2.1 Erhaltung von Energie und Drehimpuls.- 4.2.2 Berechnung der Bahn.- 4.2.3 Der zeitliche Ablauf der Bewegung.- 4.2.4 Das dritte Keplersche Gesetz.- 4.3 Der harmonische Oszillator.- 4.3.1 Der lineare Oszillator.- 4.3.2 Der dreidimensionale isotrope Oszillator.- 4.4 Bewegung im Magnetfeld.- 4.4.1 Die Bewegungsgleichung.- 4.4.2 Homogenes Magnetfeld.- 4.5 Zusammenfassung.- 4.6 Aufgaben.- 5. Systeme von Teilchen.- 5.1 Motivation.- 5.2 Gesamtwerte physikalischer Größen.- 5.2.1 Systeme von Massenpunkten.- 5.2.2 Schwerpunkts- und Relativkoordinaten.- 5.2.3 Kinetische Energie.- 5.3 Erhaltungssätze für isolierte Systeme.- 5.3.1 Impulserhaltung.- 5.3.2 Drehimpulserhaltung.- 5.3.3 Energieerhaltung.- 5.4 Kontinuierliche Materie.- 5.4.1 Die Beschreibung kontinuierlicher Materie.- 5.4.2 Die Kontinuitätsgleichung.- 5.4.3 Die Schwerpunktsgeschwindigkeit.- 5.4.4 Schwerpunkts- und Relativkoordinaten.- 5.5 Verschiedene Momente einer Materieverteilung.- 5.5.1 Definition der Momente. Änderung des Bezugspunktes.- 5.5.2 Die Multipolmomente einer Materieverteilung.- 5.5.3 Trägheitstensor und Tisserand-System.- 5.6 Zusammenfassung.- 5.7 Aufgaben.- 6. Starre Körper.- 6.0 Vorbemerkung.- 6.1 Drehimpuls und Drehenergie.- 6.1.1 Berechnung im raumfesten Bezugssystem.- 6.1.2 Berechnung im körperfesten Bezugssystem.- 6.1.3 Der Trägheitstensor.- 6.1.4 Symmetrieachsen.- 6.2 Die Bewegung starrer Körper.- 6.2.1 Drehmomente.- 6.2.2 Die Eulerschen Gleichungen.- 6.2.3 Drehmomentfreier Kreisel.- 6.2.4 Symmetrischer Kreisel.- 6.2.5 Elektrischer Ringstrom im Magnetfeld.- 6.3 Zusammenfassung.- 6.4 Aufgaben.- 7. Lagrangesche und Hamiltonsche Mechanik.- 7.1 Vorbemerkungen.- 7.1.1 Nebenbedingungen und Zwangskräfte.- 7.1.2 Beispiel für die Berechnung der Zwangskraft.- 7.1.3 Verschiedene Arten von Nebenbedingungen.- 7.2 Lagrange-Gleichungen für holonome Systeme.- 7.2.1 Generalisierte Koordinaten.- 7.2.2 Lagrange-Gleichungen.- 7.2.3 Euler-Lagrangesches Variationsprinzip.- 7.2.4 Lagrange-Funktion und Erhaltungsgrößen.- 7.2.5 Die Hamiltonschen Gleichungen.- 7.2.6 Teilchenbewegung im elektromagnetischen Feld.- 7.3 Lagrange-Gleichungen für nichtholo
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