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Um die Grundlagen der Physik zu verstehen, m ssen Sie nicht unbedingt dicke W lzer lesen, es kann auch schnell und kompakt gehen. In diesem Buch erkl rt Ihnen Wilhelm Kulisch, was Sie ber Mechanik, Thermodynamik, Elektromagnetismus, Schwingungen und Wellen wissen sollten. Mit den zahlreichen bungsaufgaben samt L sungen in diesem Buch k nnen Sie Ihr Wissen dann auch noch festigen und berpr fen.
Um die Grundlagen der Physik zu verstehen, m ssen Sie nicht unbedingt dicke W lzer lesen, es kann auch schnell und kompakt gehen. In diesem Buch erkl rt Ihnen Wilhelm Kulisch, was Sie ber Mechanik, Thermodynamik, Elektromagnetismus, Schwingungen und Wellen wissen sollten. Mit den zahlreichen bungsaufgaben samt L sungen in diesem Buch k nnen Sie Ihr Wissen dann auch noch festigen und berpr fen.
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Autorenporträt
Wilhelm Kulisch lehrt seit über zehn Jahren Physik an der Universität Kassel. Neben der Technischen Mechanik unterrichtete er lange Zeit auch Nebenfachstudenten in Experimentalphysik.
Inhaltsangabe
Inhalt Einleitung 25 Teil I: Grundlagen 1 Einführung in die Physik 31 Was ist Physik? 31 Physik: Experiment und Theorie 33 Wenn eine exakte Lösung nicht möglich ist, muss man sich ihr annähern 35 Größen und ihre Einheiten 36 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 40 Teil II: Mechanik 2 Stillstand verboten: Bewegungen 41 Sie machen Geschwindigkeit aus: Meter und Sekunden 42 Geschwindigkeit ist keine Hexerei 44 Das Gaspedal durchdrücken: Die Beschleunigung 46 Zusammengesetzte Bewegungen 48 Runde um Runde: Kreisbewegungen 50 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 55 3 Sie bestimmen das Geschehen: Kräfte 57 Das Konzept des Massenpunkts 57 Der Begriff Kraft 58 Die Grundlage der Mechanik: Die Newtonschen Gesetze 59 Sie zieht nach unten: Die Gravitation 62 Träge und schwer zugleich: Die Masse 64 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 68 4 Arbeit und Energie 69 Physikalische Arbeit ist Kraft mal Weg 69 Sie geht nicht verloren: Die Energie 72 Unscheinbar, aber wichtig: Der Impuls 76 Die Zeit ist entscheidend: Die Leistung 79 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 80 5 Rotationsbewegungen 81 Größen zur Beschreibung von Rotationsbewegungen 81 Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung bei Rotationsbewegungen 83 Auf den Abstand zur Drehachse kommt es an: Das Drehmoment 83 Wie ist die Masse verteilt? Das Trägheitsmoment 85 Vergleich der Beschreibung von Translations- und Rotationsbewegungen 88 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 92 Teil III: Thermodynamik 6 Körper aus kleinen Flitzern: Gase 95 Beschreibung von Gasen 95 Das ideale Gasgesetz 97 Energetische Betrachtungen 104 Nicht alle Teilchen sind gleich schnell: Die Maxwell-Verteilung 106 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 109 7 Heiß und kalt: Wärmephänomene 111 Ein Maß für die Wärme: Die Temperatur 111 Mit der Temperatur wachsen: Die Wärmeausdehnung 116 Jeder Körper kann Wärme speichern: Die Wärmekapazität 118 Wärme kann auch übertragen werden: Der Wärmetransport 123 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 127 8 Die Hauptsätze der Thermodynamik 129 Sie fassen die Thermodynamik zusammen: Die vier Hauptsätze 129 Thermodynamische Prozesse 132 Eine etwas suspekte Größe: Die Entropie 139 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 141 Teil IV: Elektromagnetismus 9 Ladungen und Felder 143 Anziehend oder abstoßend: Ladungen 143 Wissenswertes über Ladungen 144 Erzeugung bzw. Trennung von Ladungen 146 Die Kraft zwischen zwei Ladungen: Die Coulombkraft 148 Eine zunächst abstrakte, aber ziemlich wichtige Größe: Das elektrische Feld 149 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 154 10 Weitere Größen der Elektrostatik: Arbeit, Energie und Spannung 155 Ein elektrisches Feld ist voller Energie: Elektrische Energie 155 Elektrische Verschiebearbeit 157 Eine zunächst abstrakte Größe: Das elektrische Potential 158 Eine wohlbekannte Größe: Die Spannung 159 Sie dienen der Speicherung von Ladung: Kondensatoren 161 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 167 11 Elektrizität und Magnetismus hängen eng zusammen: Der Elektromagnetismus 169 Magnetismus pur:Permanentmagnete 169 Elektrische Ströme erzeugen Magnetfelder 171 Mathematische Beschreibung von Magnetfeldern 174 Alle Materialien sind magnetisch 179 Sich ändernde Magnetfelder erzeugen Spannungen: Die Induktion 184 Selbstinduktion 187 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 193 12 Gleich- und Wechselstromkreise 195 In Metallen bewegen sich Elektronen: Der elektrische Strom 195 Von nichts kommt nichts: Energiequellen 197 Nicht widerstandsfrei: Das Ohm'sche Gesetz 197 Berechnung von Strom und Spannung: Die Kirchhoff'schen Regeln 200 Auch ein Stromkreis verbraucht Leistung 202 Ständige Änderungen: Wechselströme 203 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 209 13 Harmonische Schwingungen 211 Beispiele harmonischer Schwingungen 211 Eine Differentialgleichung: Die Schwingungsgleichung 217 Größen zur Beschreibung von Schwingungen 218 Überlagerung von Schwingungen 222 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 226 14 Der Idealfall wird selten erreicht:Reale Schwingungen 227 Sie währen nicht unendlich lange: Gedämpfte Schwingungen 227 Sich gemeinsam bewegen: Gekoppelte Schwingungen 235 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 239 15 Sie schwingen in Raum und Zeit: Wellen 241 Sowohl zeit- als auch ortsabhängig: Definition von Wellen 241 Wellen können in einer Vielzahl von Formen auftreten: Typen von Wellen 242 Sie regelt das Verhalten von Wellen: Die Wellengleichung 244 Größen zur Beschreibung von Wellen 246 Die Überlagerung von Wellen 248 Wellen können um die Ecke gehen: Die Beugung 253 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 257 16 Wasser, Schall und Licht 259 Der Namensgeber: Wasserwellen 259 Der Ton macht die Musik: Schallwellen 261 Es kommt in mehreren Gestalten daher: Das Licht 266 Unendlich weit: Das elektromagnetische Spektrum 273 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 274 Glossar 275 Lösungen 289 Index 313
Inhalt Einleitung 25 Teil I: Grundlagen 1 Einführung in die Physik 31 Was ist Physik? 31 Physik: Experiment und Theorie 33 Wenn eine exakte Lösung nicht möglich ist, muss man sich ihr annähern 35 Größen und ihre Einheiten 36 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 40 Teil II: Mechanik 2 Stillstand verboten: Bewegungen 41 Sie machen Geschwindigkeit aus: Meter und Sekunden 42 Geschwindigkeit ist keine Hexerei 44 Das Gaspedal durchdrücken: Die Beschleunigung 46 Zusammengesetzte Bewegungen 48 Runde um Runde: Kreisbewegungen 50 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 55 3 Sie bestimmen das Geschehen: Kräfte 57 Das Konzept des Massenpunkts 57 Der Begriff Kraft 58 Die Grundlage der Mechanik: Die Newtonschen Gesetze 59 Sie zieht nach unten: Die Gravitation 62 Träge und schwer zugleich: Die Masse 64 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 68 4 Arbeit und Energie 69 Physikalische Arbeit ist Kraft mal Weg 69 Sie geht nicht verloren: Die Energie 72 Unscheinbar, aber wichtig: Der Impuls 76 Die Zeit ist entscheidend: Die Leistung 79 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 80 5 Rotationsbewegungen 81 Größen zur Beschreibung von Rotationsbewegungen 81 Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung bei Rotationsbewegungen 83 Auf den Abstand zur Drehachse kommt es an: Das Drehmoment 83 Wie ist die Masse verteilt? Das Trägheitsmoment 85 Vergleich der Beschreibung von Translations- und Rotationsbewegungen 88 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 92 Teil III: Thermodynamik 6 Körper aus kleinen Flitzern: Gase 95 Beschreibung von Gasen 95 Das ideale Gasgesetz 97 Energetische Betrachtungen 104 Nicht alle Teilchen sind gleich schnell: Die Maxwell-Verteilung 106 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 109 7 Heiß und kalt: Wärmephänomene 111 Ein Maß für die Wärme: Die Temperatur 111 Mit der Temperatur wachsen: Die Wärmeausdehnung 116 Jeder Körper kann Wärme speichern: Die Wärmekapazität 118 Wärme kann auch übertragen werden: Der Wärmetransport 123 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 127 8 Die Hauptsätze der Thermodynamik 129 Sie fassen die Thermodynamik zusammen: Die vier Hauptsätze 129 Thermodynamische Prozesse 132 Eine etwas suspekte Größe: Die Entropie 139 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 141 Teil IV: Elektromagnetismus 9 Ladungen und Felder 143 Anziehend oder abstoßend: Ladungen 143 Wissenswertes über Ladungen 144 Erzeugung bzw. Trennung von Ladungen 146 Die Kraft zwischen zwei Ladungen: Die Coulombkraft 148 Eine zunächst abstrakte, aber ziemlich wichtige Größe: Das elektrische Feld 149 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 154 10 Weitere Größen der Elektrostatik: Arbeit, Energie und Spannung 155 Ein elektrisches Feld ist voller Energie: Elektrische Energie 155 Elektrische Verschiebearbeit 157 Eine zunächst abstrakte Größe: Das elektrische Potential 158 Eine wohlbekannte Größe: Die Spannung 159 Sie dienen der Speicherung von Ladung: Kondensatoren 161 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 167 11 Elektrizität und Magnetismus hängen eng zusammen: Der Elektromagnetismus 169 Magnetismus pur:Permanentmagnete 169 Elektrische Ströme erzeugen Magnetfelder 171 Mathematische Beschreibung von Magnetfeldern 174 Alle Materialien sind magnetisch 179 Sich ändernde Magnetfelder erzeugen Spannungen: Die Induktion 184 Selbstinduktion 187 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 193 12 Gleich- und Wechselstromkreise 195 In Metallen bewegen sich Elektronen: Der elektrische Strom 195 Von nichts kommt nichts: Energiequellen 197 Nicht widerstandsfrei: Das Ohm'sche Gesetz 197 Berechnung von Strom und Spannung: Die Kirchhoff'schen Regeln 200 Auch ein Stromkreis verbraucht Leistung 202 Ständige Änderungen: Wechselströme 203 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 209 13 Harmonische Schwingungen 211 Beispiele harmonischer Schwingungen 211 Eine Differentialgleichung: Die Schwingungsgleichung 217 Größen zur Beschreibung von Schwingungen 218 Überlagerung von Schwingungen 222 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 226 14 Der Idealfall wird selten erreicht:Reale Schwingungen 227 Sie währen nicht unendlich lange: Gedämpfte Schwingungen 227 Sich gemeinsam bewegen: Gekoppelte Schwingungen 235 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 239 15 Sie schwingen in Raum und Zeit: Wellen 241 Sowohl zeit- als auch ortsabhängig: Definition von Wellen 241 Wellen können in einer Vielzahl von Formen auftreten: Typen von Wellen 242 Sie regelt das Verhalten von Wellen: Die Wellengleichung 244 Größen zur Beschreibung von Wellen 246 Die Überlagerung von Wellen 248 Wellen können um die Ecke gehen: Die Beugung 253 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 257 16 Wasser, Schall und Licht 259 Der Namensgeber: Wasserwellen 259 Der Ton macht die Musik: Schallwellen 261 Es kommt in mehreren Gestalten daher: Das Licht 266 Unendlich weit: Das elektromagnetische Spektrum 273 Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 274 Glossar 275 Lösungen 289 Index 313
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