Physik für technische Berufe: physikalisch-technische Grundlagen, Formelsammlung, Versuchsbeschreibungen, Aufgaben mit ausführlichen Lösungen ; mit 35 Tabellen sowie 350 Aufgaben und Lösungen
Gespeichert in:
| Vorheriger Titel: | Böge, Alfred Physik |
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| Hauptverfasser: | , |
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Wiesbaden
Vieweg + Teubner
2008
|
| Ausgabe: | 11., aktualisierte und erw. Aufl. |
| Schriftenreihe: | Naturwissenschaftliche Grundlagen
Studium |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Beschreibung für Leser Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | Auch als Internetausgabe |
| Beschreibung: | X, 388 S. Ill., graph. Darst. |
| ISBN: | 9783834803429 3834803421 |
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Vil
Inhaltsverzeichnis
1. Physikalische Größen und Einheiten
1.1. Definition der physikalischen Größe.1
1.2. Schreibweise physikalischer Größen.2
1.3. Skalare und Vektoren.2
1.4. Basisgrößen (Grundgrößen) und abgeleitete Größen.5
1.5. Einheiten, Basiseinheiten, abgeleitete Einheiten, kohärente Einheiten.5
1.6. Größengleichungen.7
2. Bewegungen fester Körper
2.1. Eine Übersicht.9
2.2. Geschwindigkeit
v
und Beschleunigung
a
.10
2.3. Das Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm.14
2.4. Ordnung und Gesetze der Bewegungsarten.15
2.5. Lösen von Aufgaben der gleichmäßig beschleunigten oder
verzögerten Bewegung nach Plan.18
2.6. Die speziellen Größen der Kreisbewegung.19
2.7. Kraft und Masse.30
2.8. Die Gleitreibkraft FR.44
2.9. Fahrwiderstand.48
2.10. Mechanische Arbeit und Energie, Energieerhaltungssatz.49
2.11. Leistung und Wirkungsgrad.62
3. Ruhende Flüssigkeiten und Gase
3.1. Der Druckbegriff.65
3.2. Die Druckeinheiten.65
3.3. Besondere Druck-Kennzeichnungen.67
3.4. Normzustand, Normvolumen Vn, Normdichte
ρη
.67
3.5. Das Druck-Ausbreitungsgesetz für Flüssigkeiten.68
3.6. Einfluss der Schwerkraft auf den Druck in Flüssigkeiten.69
3.7. Der Auftrieb Fa in Flüssigkeiten.69
3.8. Die Druck-Volumengesetze für Gase.70
4. Strömende Flüssigkeiten und Gase
4.1. Strömungsgeschwindigkeit w, Volumenstrom
ςν,
Massenstrom qm.71
4.2. Die Kontinuitätsgleichung.71
4.3. Gültigkeitsbereich der Kontinuitätsgleichung.72
4.4. Der Energieerhaltungssatz der Strömung (Bernoulli'sche Druckgleichung).72
5. Wärmelehre
5.1. Wärmeausdehnung.77
5.2. Wärme und Arbeit.81
5.3. Spezifische Wärmekapazität
с
und Wärme
Q
bei festen und flüssigen Stoffen.82
5.4. Spezifische Wärmekapazität cp, cv und Wärme
Q
bei Gasen.83
5.5. Die Mischungsregel.84
5.6. Die thermodynamische Temperatur
T
.84
VIH
_Inhaltsverzeichnis
5.7. Die Gaszustandsgleichung (allgemeine Gasgleichung).86
5.8. Die Übertragung der Wärme
Q
.91
6. Mechanische Schwingungen
6.1. Beschreibung der mechanischen Schwingung.102
6.2. Die Rückstellkraft FR.102
6.3. Das Rückstellmoment MR.103
6.4. Die harmonische Schwingung.103
6.5. Das Schraubenfederpendel.109
6.6. Das Torsionspendel.112
6.7. Das Schwerependel (Fadenpendel).114
6.8. Schwingung einer Flüssigkeitssäule.115
6.9. Analogiebetrachtung zum Schraubenfederpendel, Torsionspendel,
Schwerependel und zur schwingenden Flüssigkeitssäule.116
6.10. Dämpfung, Energiezufuhr, erzwungene Schwingung, Resonanz.116
6.11. Koppelschwingungen.120
6.12. Überlagerung von Schwingungen.121
6.13. Schwebungen.123
7. Mechanische Wellen -
7.1. Formen, Entstehung und Ausbreitung linearer Wellen.',.124
7.2. Gleichung der harmonischen Welle.125
7.3. Polarisation von Querwellen.127
7.4. Entstehung und Ausbreitung flächenhafter Wellen (Oberflächenwellen).128
7.5. Entstehung und Ausbreitung der Wellen im Raum.129
7.6. Überlagerung gleich
frequenter
Wellen (Interferenz).130
7.7. Huygens'sches Prinzip.134
7.8. Beugung.134
7.9. Reflexion.135
7.10. Brechung von Wellen.136
7.11. Doppler-Effekt.137
7.12. Stehende Wellen.141
7.13. Eigenschwingungen (stehende Wellen auf begrenztem Wellenträger).142
7.14. Kennzeichen und Bedingungen fortschreitender und stehender Wellen.143
7.15. Mathematische Behandlung stehender Wellen.144
8. Akustik
8.1. Begriffsbestimmung und Einschränkung.145
8.2. Schallempfindungen.145
8.3. Die Tonhöhe.146
8.4. Die Schallschnelle
v
.146
8.5. Der Schalldruck
p
.146
8.6. Die Schallstärke
J
.146
8.7. Die Schallgeschwindigkeit
с
.148
8.8. Das Schalldruck-Frequenz-Schaubild .151
8.9. Die Lautstärke
L
.152
8.10. Stehende Schallwellen.152
8.11. Schallsender, Lautsprecher, Mikrophone.153
8.12. Ultraschall.154
Inhaltsverzeichnis_IX_
9. Optik
9.1. Einordnung und Ausbreitung des Lichts.157
9.2. Wellenoptik.163
9.3. Geometrische Optik (Strahlenoptik).169
10. Elektrizitätslehre
10.1. Elektrische Ladung.176
10.2. Elektrischer Gleichstromkreis.178
10.3. Elektrisches Feld.189
10.4. Magnetisches Feld.194
10.5. Elektromagnetische Induktion.201
10.6. Wechselstromkreis.205
10.7. Elektromagnetische Schwingungen und Wellen.214
10.8. Stromleitung in Vakuum, Gasen und Flüssigkeiten.219
10.9. Halbleiterbauelemente.223
10.10 Supraleiter.233
11. Atomphysik
11.1. Bestandteile der Atome.234
11.2. Aufbau der Atome.238
11.3. Licht und Laserstrahlung.241
11.4. Hinweise zur Relativitätstheorie.245
12. Ausgewählte Versuche zu den physikalischen Grundlagen
12.1. Parallelogrammsatz, Gleichgewicht beim zentralen Kräftesystem.246
12.2. Tragheitskraft T=
ma
.248
12.3. Haft- und Gleitreibzahlen trockener Flächen.250
12.4. Federrate
R
zylindrischer Schraubenfedern.252
12.5. Elastizitätsmodul
E (Hooke'sches
Gesetz).255
12.6. Wärmekapazität WK eines Kalorimeters.257
12.7. Schmelzenthalpie (Schmelzwärme) qs von Wasser.259
12.8. Mechanisches Wärmeäquivalent.260
12.9. Elektrisches Wärmeäquivalent.263
12.10. Periodendauer 7~ eines Federpendels.264
12.11. Federrate
R
(Richtgröße D) einer zylindrischen Schraubenfeder.265
12.12. Trägheitsmomente.266
12.13. Aufnahme eines Amplituden-Frequenz-Diagramms (Resonanzkurve).267
12.14. Querwellen auf der Schraubenfeder.269
12.15. Polarisation mechanischer Querwellen.271
12.16. Stehende Schallwellen.272
12.17. Elektrische Feldlinienbilder.273
12.18. Magnetische Feldlinienbilder.274
12.19. Elektrischerwiderstand
R
.275
12.20. Elektrische Kapazität
С
.276
12.21. Induktionsgesetz.278
13. Aufgaben
13.1. Physikalische Größen und Einheiten.280
_X
_Inhaltsverzeichnis
13.2. Bewegungen fester Körper.281
13.3. Ruhende Flüssigkeiten und Gase.294
13.4. Strömende Flüssigkeiten und Gase.295
13.5. Wärmelehre.297
13.6. Mechanische Schwingung.301
13.7. Mechanische Wellen.306
13.8. Akustik.306
13.9. Optik.307
13.10. Elektrizitätslehre.310
14. Lösungen
14.1. Physikalische Größen und Einheiten.313
14.2. Bewegungen fester Körper.314
14.3. Ruhende Flüssigkeiten und Gase.339
14.4. Strömende Flüssigkeiten und Gase.341
14.5. Wärmelehre.344
14.6. Mechanische Schwingungen.350
14.7. Mechanische Wellen.355
14.8. Akustik.355
14.9. Optik.:;.357
14.10 Elektrizitätslehre.·.360
15. Formelsammlung
15.1. Beschleunigte geradlinige Bewegung.364
15.2. Verzögerte geradlinige Bewegung.365
15.3. Gleichförmige Kreisbewegung.366
15.4. Beschleunigte Kreisbewegung.367
15.5. Verzögerte Kreisbewegung.368
15.6. Kraft, Masse, Reibung.369
15.7. Mechanische Arbeit und Energie.370
15.8. Leistung und Wirkungsgrad.371
15.9. Flüssigkeiten und Gase (Hydrostatik und Hydrodynamik).372
15.10. Wärmeausdehnung, Wärme und Arbeit, Mischungsregel, Kelvintemperatur.373
15.11. Gaszustandsgleichung (allgemeine Gasgleichung), Gaskonstante.374
15.12. Wärmeübertragung der Wärme
Q
.375
15.13. Mechanische Schwingung (harmonische Schwingung).376
15.14. Mechanische Welle (harmonische Welle).377
15.15. Akustik.378
15.16. Optik.379
15.17. Elektrizitätslehre.380
Sachwortverzeichnis.381
Aufgaben ab Seite 280
Lösungen ab Seite 313
Formelsammlung ab Seite 364 |
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Vil
Inhaltsverzeichnis
1. Physikalische Größen und Einheiten
1.1. Definition der physikalischen Größe.1
1.2. Schreibweise physikalischer Größen.2
1.3. Skalare und Vektoren.2
1.4. Basisgrößen (Grundgrößen) und abgeleitete Größen.5
1.5. Einheiten, Basiseinheiten, abgeleitete Einheiten, kohärente Einheiten.5
1.6. Größengleichungen.7
2. Bewegungen fester Körper
2.1. Eine Übersicht.9
2.2. Geschwindigkeit
v
und Beschleunigung
a
.10
2.3. Das Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm.14
2.4. Ordnung und Gesetze der Bewegungsarten.15
2.5. Lösen von Aufgaben der gleichmäßig beschleunigten oder
verzögerten Bewegung nach Plan.18
2.6. Die speziellen Größen der Kreisbewegung.19
2.7. Kraft und Masse.30
2.8. Die Gleitreibkraft FR.44
2.9. Fahrwiderstand.48
2.10. Mechanische Arbeit und Energie, Energieerhaltungssatz.49
2.11. Leistung und Wirkungsgrad.62
3. Ruhende Flüssigkeiten und Gase
3.1. Der Druckbegriff.65
3.2. Die Druckeinheiten.65
3.3. Besondere Druck-Kennzeichnungen.67
3.4. Normzustand, Normvolumen Vn, Normdichte
ρη
.67
3.5. Das Druck-Ausbreitungsgesetz für Flüssigkeiten.68
3.6. Einfluss der Schwerkraft auf den Druck in Flüssigkeiten.69
3.7. Der Auftrieb Fa in Flüssigkeiten.69
3.8. Die Druck-Volumengesetze für Gase.70
4. Strömende Flüssigkeiten und Gase
4.1. Strömungsgeschwindigkeit w, Volumenstrom
ςν,
Massenstrom qm.71
4.2. Die Kontinuitätsgleichung.71
4.3. Gültigkeitsbereich der Kontinuitätsgleichung.72
4.4. Der Energieerhaltungssatz der Strömung (Bernoulli'sche Druckgleichung).72
5. Wärmelehre
5.1. Wärmeausdehnung.77
5.2. Wärme und Arbeit.81
5.3. Spezifische Wärmekapazität
с
und Wärme
Q
bei festen und flüssigen Stoffen.82
5.4. Spezifische Wärmekapazität cp, cv und Wärme
Q
bei Gasen.83
5.5. Die Mischungsregel.84
5.6. Die thermodynamische Temperatur
T
.84
VIH
_Inhaltsverzeichnis
5.7. Die Gaszustandsgleichung (allgemeine Gasgleichung).86
5.8. Die Übertragung der Wärme
Q
.91
6. Mechanische Schwingungen
6.1. Beschreibung der mechanischen Schwingung.102
6.2. Die Rückstellkraft FR.102
6.3. Das Rückstellmoment MR.103
6.4. Die harmonische Schwingung.103
6.5. Das Schraubenfederpendel.109
6.6. Das Torsionspendel.112
6.7. Das Schwerependel (Fadenpendel).114
6.8. Schwingung einer Flüssigkeitssäule.115
6.9. Analogiebetrachtung zum Schraubenfederpendel, Torsionspendel,
Schwerependel und zur schwingenden Flüssigkeitssäule.116
6.10. Dämpfung, Energiezufuhr, erzwungene Schwingung, Resonanz.116
6.11. Koppelschwingungen.120
6.12. Überlagerung von Schwingungen.121
6.13. Schwebungen.123
7. Mechanische Wellen -
7.1. Formen, Entstehung und Ausbreitung linearer Wellen.',.124
7.2. Gleichung der harmonischen Welle.125
7.3. Polarisation von Querwellen.127
7.4. Entstehung und Ausbreitung flächenhafter Wellen (Oberflächenwellen).128
7.5. Entstehung und Ausbreitung der Wellen im Raum.129
7.6. Überlagerung gleich
frequenter
Wellen (Interferenz).130
7.7. Huygens'sches Prinzip.134
7.8. Beugung.134
7.9. Reflexion.135
7.10. Brechung von Wellen.136
7.11. Doppler-Effekt.137
7.12. Stehende Wellen.141
7.13. Eigenschwingungen (stehende Wellen auf begrenztem Wellenträger).142
7.14. Kennzeichen und Bedingungen fortschreitender und stehender Wellen.143
7.15. Mathematische Behandlung stehender Wellen.144
8. Akustik
8.1. Begriffsbestimmung und Einschränkung.145
8.2. Schallempfindungen.145
8.3. Die Tonhöhe.146
8.4. Die Schallschnelle
v
.146
8.5. Der Schalldruck
p
.146
8.6. Die Schallstärke
J
.146
8.7. Die Schallgeschwindigkeit
с
.148
8.8. Das Schalldruck-Frequenz-Schaubild .151
8.9. Die Lautstärke
L
.152
8.10. Stehende Schallwellen.152
8.11. Schallsender, Lautsprecher, Mikrophone.153
8.12. Ultraschall.154
Inhaltsverzeichnis_IX_
9. Optik
9.1. Einordnung und Ausbreitung des Lichts.157
9.2. Wellenoptik.163
9.3. Geometrische Optik (Strahlenoptik).169
10. Elektrizitätslehre
10.1. Elektrische Ladung.176
10.2. Elektrischer Gleichstromkreis.178
10.3. Elektrisches Feld.189
10.4. Magnetisches Feld.194
10.5. Elektromagnetische Induktion.201
10.6. Wechselstromkreis.205
10.7. Elektromagnetische Schwingungen und Wellen.214
10.8. Stromleitung in Vakuum, Gasen und Flüssigkeiten.219
10.9. Halbleiterbauelemente.223
10.10 Supraleiter.233
11. Atomphysik
11.1. Bestandteile der Atome.234
11.2. Aufbau der Atome.238
11.3. Licht und Laserstrahlung.241
11.4. Hinweise zur Relativitätstheorie.245
12. Ausgewählte Versuche zu den physikalischen Grundlagen
12.1. Parallelogrammsatz, Gleichgewicht beim zentralen Kräftesystem.246
12.2. Tragheitskraft T=
ma
.248
12.3. Haft- und Gleitreibzahlen trockener Flächen.250
12.4. Federrate
R
zylindrischer Schraubenfedern.252
12.5. Elastizitätsmodul
E (Hooke'sches
Gesetz).255
12.6. Wärmekapazität WK eines Kalorimeters.257
12.7. Schmelzenthalpie (Schmelzwärme) qs von Wasser.259
12.8. Mechanisches Wärmeäquivalent.260
12.9. Elektrisches Wärmeäquivalent.263
12.10. Periodendauer 7~ eines Federpendels.264
12.11. Federrate
R
(Richtgröße D) einer zylindrischen Schraubenfeder.265
12.12. Trägheitsmomente.266
12.13. Aufnahme eines Amplituden-Frequenz-Diagramms (Resonanzkurve).267
12.14. Querwellen auf der Schraubenfeder.269
12.15. Polarisation mechanischer Querwellen.271
12.16. Stehende Schallwellen.272
12.17. Elektrische Feldlinienbilder.273
12.18. Magnetische Feldlinienbilder.274
12.19. Elektrischerwiderstand
R
.275
12.20. Elektrische Kapazität
С
.276
12.21. Induktionsgesetz.278
13. Aufgaben
13.1. Physikalische Größen und Einheiten.280
_X
_Inhaltsverzeichnis
13.2. Bewegungen fester Körper.281
13.3. Ruhende Flüssigkeiten und Gase.294
13.4. Strömende Flüssigkeiten und Gase.295
13.5. Wärmelehre.297
13.6. Mechanische Schwingung.301
13.7. Mechanische Wellen.306
13.8. Akustik.306
13.9. Optik.307
13.10. Elektrizitätslehre.310
14. Lösungen
14.1. Physikalische Größen und Einheiten.313
14.2. Bewegungen fester Körper.314
14.3. Ruhende Flüssigkeiten und Gase.339
14.4. Strömende Flüssigkeiten und Gase.341
14.5. Wärmelehre.344
14.6. Mechanische Schwingungen.350
14.7. Mechanische Wellen.355
14.8. Akustik.355
14.9. Optik.:;.357
14.10 Elektrizitätslehre.·.360
15. Formelsammlung
15.1. Beschleunigte geradlinige Bewegung.364
15.2. Verzögerte geradlinige Bewegung.365
15.3. Gleichförmige Kreisbewegung.366
15.4. Beschleunigte Kreisbewegung.367
15.5. Verzögerte Kreisbewegung.368
15.6. Kraft, Masse, Reibung.369
15.7. Mechanische Arbeit und Energie.370
15.8. Leistung und Wirkungsgrad.371
15.9. Flüssigkeiten und Gase (Hydrostatik und Hydrodynamik).372
15.10. Wärmeausdehnung, Wärme und Arbeit, Mischungsregel, Kelvintemperatur.373
15.11. Gaszustandsgleichung (allgemeine Gasgleichung), Gaskonstante.374
15.12. Wärmeübertragung der Wärme
Q
.375
15.13. Mechanische Schwingung (harmonische Schwingung).376
15.14. Mechanische Welle (harmonische Welle).377
15.15. Akustik.378
15.16. Optik.379
15.17. Elektrizitätslehre.380
Sachwortverzeichnis.381
Aufgaben ab Seite 280
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