Repetitorium der Physik

Mit den bisherigen vier Auflagen hat sich das Repetitorium der Physik bewahrt als Basis des allgemeinen Physikunterrichts an Hochschulen sowie als Handbuch in In dustrie, an Universitliten, Technischen Hochschulen und Fachhochschulen. Dies be stlitigt die russische Ubersetzung dieses Buches, welche 1981 von einem Moskauer Verlag in groBer Auflage erstellt und verbreitet wurde. Es wurde verfaBt aufgrund langjlihriger Erfahrung im proplideutischen Physikunterricht fUr Physiker, Mathe matiker, Elektroingenieure, Chemiker und Naturwissenschafter. Dabei halfen mir zahlreiche Kommentare und Hinweise von Studenten, Assistenten und Kollegen. Es bildet ein Konzentrat von Konzepten und Aspekten der Grundlagen der heutigen Physik. Entsprechend seinem Charakter als Lehr- und Handbuch des Hochschul unterrichts stellt es hohere Anforderungen als Lehrbticher fUr den Physikunterricht an Hoheren Technischen Lehranstalten und Fachhochschulen, wie z. B. Physik fUr Ingenieure von P. Dobrinski, G. Krakau und A. Vogel, B. G. Teubner, Stuttgart. Unter diesem Gesichtspunkt empfiehlt es sich jedoch auch als Handbuch flir Fach hochschuldozenten und Gymnasiallehrer. Das Repetitorium umfaBt zehn Kapitel tiber die maBgebenden Themen der propli deutischen Physik, deren Reihenfolge sich im Unterricht bewlihrt hat. Text und For meln werden erglinzt durch Figuren und physikalische Tabellen, welche den gebote nen Stoff veranschaulichen und konkretisieren. Ftir den Bentitzer des Buches eben so wichtig ist der Anhang mit umfassenden Tabellen tiber physikalische Einheiten und Konstanten, mathematische Funktionen und Beziehungen. Zusatzlich enthalt er ein Fachworterverzeichnis Englisch-Deutsch-Franzosisch sowie eine umfangrei che Liste der aktuellen Fachliteratur. Dadurch dient das Repetitorium der Physik dem Studenten als Ausgangspunkt flir weitere Explorationen im wei ten Bereich der modernen Physik.

Inhalt
1 Mechanik des Massenpunktes.- 1.1 Grundbegriffe.- 1.1.1 Mechanik.- 1.1.2 Masse und Massenpunkt.- 1.1.3 Die Länge.- 1.1.4 Die Zeit.- 1.2 Kinematik des Massenpunktes.- 1.2.1 Der Massenpunkt auf der Geraden.- 1.2.2 Der Massenpunkt im dreidimensionalen Raum.- 1.2.3 Die Kreisbewegung.- 1.2.4 Kinematik bezogen auf die Bahn des Massenpunktes.- 1.3 Die Newtonschen Axiome.- 1.3.1 Das Prinzip vom Parallelogramm der Kräfte.- 1.3.2 Das Reaktionsprinzip.- 1.3.3 Das Trägheitsgesetz.- 1.3.4 Das Grundgesetz der Dynamik.- 1.3.5 Integralform des Grundgesetzes.- 1.4 Arbeit und Energie.- 1.4.1 Die Arbeit.- 1.4.2 Die Leistung.- 1.4.3 Kraftfelder.- 1.4.4 Konservative Kraftfelder.- 1.4.5 Die potentielle Energie.- 1.4.6 Die kinetische Energie.- 1.5 Die Gravitation.- 1.5.1 Die Keplerschen Gesetze.- 1.5.2 Das universelle Gravitationsgesetz von Newton.- 1.5.3 Gravitationsfeld eines Massenpunktes.- 1.5.4 Gravitationsfeld eines Systems von Massenpunkten.- 1.5.5 Massenverteilung und Dichte.- 1.5.6 Gravitationsfeld einer kontinuierlichen Massenverteilung.- 1.5.7 Gravitationsfeld einer homogenen Kugel.- 1.5.8 Gravitationsfeld einer kugelsymmetrischen Massenverteilung.- 1.5.9 Das Gewicht.- 1.5.10 Gewichtsbedingte Bewegungen.- 1.5.11 Identität von schwerer und träger Masse.- 1.6 Zentralbewegungen.- 1.6.1 Mechanisches Drehmoment und Drall.- 1.6.2 Bewegungen bedingt durch Zentralkräfte.- 1.7 Rückstoß und Raketenantrieb.- 1.7.1 Der Rückstoß eines Geschützes.- 1.7.2 Der Schub der Düse.- 1.7.3 Die allgemeine Raketengleichung.- 1.7.4 Die Bewegung der kräftefreien Rakete.- 1.8 Systeme von Massenpunkten.- 1.8.1 Der Impulssatz.- 1.8.2 Impulserhaltung.- 1.8.3 Der Schwerpunktsatz.- 1.8.4 Der Drallsatz.- 1.8.5 Erhaltung des Dralls.- 1.8.6 Der Energiesatz.- 1.9 Stóße.- 1.9.1 Das Stoßproblem.- 1.9.2Erhaltungssätze.- 1.9.3 Stoßtypen.- 1.9.4 Der Stoß auf der Geraden.- 1.9.5 Der ebene elastische Stoß von gleichen Massen.- 1.10 Gleichgewicht und Stabilität.- 1.10.1 Gleichgewichtslagen.- 1.10.2 Klassifizierung des Gleichgewichts.- 1.10.3 Strukturelle Stabüität.- 1.10.4 Katastrophen.- 1.10.5 Der Wattsche Zentrifugalregulator.- 1.11 Darstellungen der klassischen Mechanik.- 1.11.1 Newton-Mechanik.- 1.11.2 Lagrange-Mechanik.- 1.11.3 Hamilton-Mechanik.- 1.11.4 Hamilton-Jacobi-Mechanik.- 2 Relativität.- 2.1 Klassische Relativität gleichfórmig bewegter Bezugssysteme.- 2.1.1 Das Relativitätsprinzip.- 2.1.2 Die Galilei-Transformation.- 2.1.3 Die klassische Mechanik.- 2.2 Klassische Relativität beschleunigter Bezugssysteme.- 2.2.1 Trägheitskräfte.- 2.2.2 Das Prinzip von d'Alembert.- 2.2.3 Gleichfórmig rotierende Bezugssysteme.- 2.2.4 Die Erde als rotierendes Bezugssystem.- 2.3 Die spezielle Relativitätstheorie.- 2.3.1 Widersprüche zur klassischen Relativität.- 2.3.2 Die Theorie von Einstein.- 2.3.3 Der Grenzfall kleiner Geschwindigkeiten.- 2.4 Aspekte der speziellen Relativitätstheorie.- 2.4.1 Die Addition von Geschwindigkeiten.- 2.4.2 Die Lorentz-Kontraktion.- 2.4.3 Die Zeitdilatation.- 2.4.4 Relativität der Gleichzeitigkeit.- 2.4.5 Relativistische Beschleunigung.- 2.5 Die relativistische Energie.- 2.5.1 Die Beziehung von Einstein.- 2.5.2 Relativistische Energie und Ruhmasse.- 2.5.3 Relativistische Energie und Impuls.- 2.5.4 Die kinetische Energie.- 3 Mechanik der starren Kórper.- 3.1 Grundbegriffe und Kinematik.- 3.1.1 Definition des starren Kórpers.- 3.1.2 Masse und Dichte.- 3.1.3 Der Schwerpunkt.- 3.1.4 Drehungen des starren Kórpers.- 3.1.5 Freiheitsgrade der Bewegung.- 3.2 Statik des starren Kórpers.- 3.2.1 Kräfte am starren Kórper.- 3.2.2Kräftepaare.- 3.2.3 Die Dyname.- 3.2.4 Die Wirkung der Schwerkraft auf den starren Kórper.- 3.3 Der starre Rotator.- 3.3.1 Kinematik des starren Rotators.- 3.3.2 Das Trägheitsmoment.- 3.3.3 Der Drehimpuls des starren Rotators.- 3.3.4 Dynamik des starren Rotators.- 3.3.5 Das physikalische Pendel.- 3.4 Der Kreisel.- 3.4.1 Kinematik des Kreisels.- 3.4.2 Drehimpuls und kinetische Energie.- 3.4.3 Dynamik des kräftefreien Kreisels.- 3.4.4 Kreisel unter dem Einfluß von Kräften.- 4 Mechanik deformierbarer Medien.- 4.1 Mechanische Eigenschaften der Materie.- 4.1.1 Mechanische Spannungen.- 4.1.2 Oberflächenspannung.- 4.1.3 Übersicht.- 4.2 Statik der Flüssigkeiten und Gase.- 4.2.1 Massenkräfte.- 4.2.2 Volumenkräfte oder Kraftdichten.- 4.2.3 Druck und Druckgradient.- 4.2.4 Flüssigkeiten und Gase im Schwerefeld.- 4.3 Kinematik der Flüssigkeiten und Gase.- 4.3.1 Lokale und totale zeitliche Änderungen.- 4.3.2 Die Kontinuitätsgleichung.- 4 3.3 Stationäre Strómungen.- 4.3.4 Strómungen inkompressibler Flüssigkeiten.- 43.5 Stationäre Potentialstrómungen.- 4.3.6 Rotation und Zirkulation.- 4.4 Dynamik der reibungslosen Flüssigkeiten und Gase.- 4.4.1 Die Bewegungsdifferentialgleichung.- 4.4.2 Die Bernoulli-Gleichung.- 4.4.3 Die Bernoulli-Gleichung inkompressibler reibungsloser Flüssigkeiten.- 4.4.4 Laminare Strómung einer inkompressiblen reibungslosen Flüssigkeit in einem Rohr.- 4.5 Potentialstrómungen inkompressibler Flüssigkeiten.- 4.5.1 Definition.- 4.5.2 Das Geschwindigkeitspotential.- 4.5.3 Paradoxon von d'Alembert.- 4.5.4 Komplexe Darstellung der ebenen Potentialstrómung.- 4.5.5 Komplexe Darstellung einer Quelle in der Ebene.- 4.5.6 Die komplexe Darstellung der Potentialstrómung um einen Zylinder.- 4.6 Wirbel.- 4.6.1 Der Potentialwirbel.- 4.6.2 DieHelmholtzschen Wirbelsätze.- 4.6.3 Strómungen um Wirbelfäden.- 4.7 Überschallstrómungen.- 4.7.1 Der Machsche Kegel.- 4.7.2 Unter- und Überschallstrómungen eines idealen Gases in einem Rohr.- 4.8 Dynamik viskoser Flüssigkeiten und Gase.- 4.8.1 Viskosität.- 4.8.2 Spannungstensoren der Viskosität.- 4.8.3 Volumenkräfte der Viskosität.- 4.8.4 Die Bewegungsgleichung viskoser Medien.- 4.8.5 Reibungswiderstand in viskosen Flüssigkeiten.- 4.8.6 Ähnlichkeitsgesetze.- 4.9 Turbulente Strómungen.- 4.9.1 Turbulenz und Reynolds-Kriterium.- 4.9.2 Turbulente Strómung in einem Rohr.- 4.9.3 Die Prandtlsche Grenzschicht.- 4.9.4 Druckwiderstand auf umstrómte Kórper.- 4.9.5 Strómungswiderstand einer Kugel.- 4.9.6 Widerstand einer Strómung parallel zu einer Wand.- 4.10 Der dyna…

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