Physik für Dummies: [Legen Sie den Grundstein zum Verstehen von Einstein ; auf einen Blick: Kraft, Impuls, Leistung und Co. verstehen ; die notwendigen Formeln verständlich erklärt ; mit vielen Beispielen und Übungsaufgaben samt Lösungen]
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| Format: | Buch |
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| Veröffentlicht: |
Weinheim
Wiley-VCH
2013
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| Ausgabe: | 3., überarb. und erw. Aufl. |
| Schriftenreihe: | ... für Dummies
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IMAGE 1
INHALTSVERZEICHNIS
EINFUEHRUNG UEBER DIESES BUCH KONVENTIONEN IN DIESEM BUCH WAS SIE NICHT
LESEN MUESSEN
TOERICHTE ANNAHMEN UEBER DEN LESER WIE DIESES BUCH AUFGEBAUT IST TEIL I:
DIE GRUNDLAGEN TEIL II: MOEGEN DIE KRAEFTE DER PHYSIK MIT IHNEN SEIN
TEIL III: ENERGIE UND ARBEIT TEIL IV: ALLES UEBER WAERME TEIL V:
ELEKTRISCHER STROM UND MAGNETEN TEIL VI: DER TOP-TEN-TEIL SYMBOLE, DIE
IN DIESEM BUCH VERWENDET WERDEN WIE ES WEITERGEHT
FE/V I
DIE GRUNDLAGEN
KAPITEL 1 MIT PHYSIK DIE WELT VERSTEHEN
WOMIT SICH DIE PHYSIK BESCHAEFTIGT MIT BEWEGUNG FAENGT ES AN UEBERALL IST
ENERGIE WARM UND GEMUETLICH VOM BLITZSCHLAG ZUM LASERSTRAHL VERRUECKT,
VERRUECKTER,. PHYSIK!
KAPITEL 2
DIE GRUNDTAGEN VERSTEHEN
NICHT ERSCHRECKEN, ES IST NUR PHYSIK MESSEN UND VORAUSSAGEN BEHALTEN SIE
DIE EINHEITEN IM AUGE VON METER ZU ELLEN UND ZURUECK: EINHEITEN UMRECHNEN
NIEDER MIT DEN NULLEN: DIE WISSENSCHAFTLICHE SCHREIBWEISE DIE
GENAUIGKEIT VON MESSWERTEN WELCHE ZIFFERN ZAEHLEN GEBEN SIE IHRE FEHLER
ZU
ETWAS EINFACHE ALGEBRA . UND NOCH EIN BISSCHEN TRIGONOMETRIE
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IMAGE 2
' PHYSIK FUER DUMMIES
KAPITEL 3 GESCHWINDIGKEIT IST KEINE HEXEREI 45
STRECKEN UND ENTFERNUNGEN 45
ACHSEN GLIEDERN DIE WELT 47
VON DER STRECKE ZUR GESCHWINDIGKEIT 48
WAS IST EIGENTLICH GESCHWINDIGKEIT? 49
EIN BLICK AUF DEN TACHO: DIE MOMENTANGESCHWINDIGKEIT 49
GLEICHMAESSIG VORAN: KONSTANTE GESCHWINDIGKEIT 50
STOP AND GO: WECHSELNDE GESCHWINDIGKEIT 50
MITTELMASS: DURCHSCHNITTSGESCHWINDIGKEIT 50
MITTLERE GEGEN KONSTANTE GESCHWINDIGKEIT 51
SCHNELLER ODER LANGSAMER: BESCHLEUNIGUNG 52
DIE DEFINITION DER BESCHLEUNIGUNG 52
DIE EINHEIT DER BESCHLEUNIGUNG 53
POSITIVE UND NEGATIVE BESCHLEUNIGUNGEN 54
MITTLERE UND MOMENTANE BESCHLEUNIGUNG 55
KONSTANTE UND VARIABLE BESCHLEUNIGUNG 55
DIE BEZIEHUNG ZWISCHEN BESCHLEUNIGUNG, ZEIT UND STRECKE 55
EINE NAHE LIEGENDE BEZIEHUNG 56
NOCH MEHR GESCHWINDIGKEIT 57
DIE BEZIEHUNG ZWISCHEN GESCHWINDIGKEIT, BESCHLEUNIGUNG UND STRECKE 58
KAPITEL 4 RICHTUNGSWEISEND: WO GEHT'S LANG) 63
VEKTOREN VERSTEHEN 63
ORIENTIERUNGSHILFE: DAS PRINZIP VON VEKTOREN 64
VON A NACH B: VEKTOREN ADDIEREN 65
NEUE WEGE GEHEN: VEKTOREN SUBTRAHIEREN 66
ZAHLENSPIELE MIT VEKTOREN 67
VEKTOREN UND IHRE KOMPONENTEN 69
KOMPONENTEN VON VEKTOREN AUS BETRAEGEN UND WINKELN BESTIMMEN 69 BETRAEGE
UND WINKEL AUS VEKTORKOMPONENTEN BESTIMMEN 71
VEKTOREN ENTRAETSELN 72
STRECKEN SIND AUCH VEKTOREN 73
NOCH EIN VEKTOR: GESCHWINDIGKEIT 74
EINER GEHT NOCH: BESCHLEUNIGUNG 75
IM BANN DER SCHWERKRAFT: DER FREIE FALL 76
IMAGE 3
8 PHYSIK IN AKTION
TEIL II
MOEGEN DIE KRAEFTE DER PHYSIK MIT IHNEN SEIN 81
KAPITEL 5 ZIEHEN UND SCHIEBEN: KRAEFTE 83
KRAEFTE WALTEN UEBERALL 83
BUEHNE FREI FUER DAS ERSTE NEWTONSCHE GESETZ 84
IN SCHWUNG KOMMEN: MASSE UND TRAEGHEIT 85
MASSE FUER MASSE 85
DARF ICH VORSTELLEN: DAS ZWEITE NEWTONSCHE GESETZ 86
KRAFTEINHEIT * 87
RESULTIERENDE KRAEFTE . 87
DAS GROSSE FINALE: DAS DRITTE NEWTONSCHE GESETZ 92
REIBUNG UND DAS DRITTE NEWTONSCHE GESETZ 93
WINKEL UND KRAEFTE IM DRITTEN NEWTONSCHEN GESETZ 93
IM GLEICHGEWICHT 97
KAPITEL 6
AUF DER SCHIEFEN BAHN: SCHIEFE EBENEN UND REIBUNG 101
LASSEN SIE SICH NICHT RUNTERZIEHEN: GRAVITATION 101
ES GEHT AUFWAERTS: DIE SCHIEFE EBENE 102
WINKELZUEGE 103
BESCHLEUNIGUNG MACHT SPASS 104
REIBEREIEN 105
REIBUNG UND NORMALKRAFT 105
DER REIBUNGSKOEFFIZIENT 106
HAFTEN UND GLEITEN 107
MIT REIBUNG BERGAUF 109
SCHWERKRAFT UND FLUGBAHNEN 113
HOCH HINAUS: DIE MAXIMALHOEHE 113
LUFTIKUS: FLUGZEIT 114
HIN UND ZURUECK: DIE GESAMTE FLUGDAUER 114
EIN SCHUSS IN EINEM BELIEBIGEN WINKEL 115
KAPITEL 7 RINGELREIHEN UND KETTENKARUSSELL: KREISBEWEGUNGEN 119
IMMER RUNDHERUM: GLEICHFOERMIGE KREISBEWEGUNG 119
RICHTUNGSAENDERUNG: DIE ZENTRIPETALBESCHLEUNIGUNG 120
UNTER DEM EINFLUSS DER ZENTRIPETALBESCHLEUNIGUNG 121
DER BETRAG DER ZENTRIPETALBESCHLEUNIGUNG 122
WIE AM SCHNUERCHEN: ZENTRIPETALKRAFT 122
MIT VOLLGAS DURCH DIE KURVE: DIE ZENTRIPETALKRAFT HILFT 123
WINKELKOORDINATEN: ENTFERNUNG, GESCHWINDIGKEIT, BESCHLEUNIGUNG 125
IMAGE 4
PHYSIK FUER DUMMIES
DER APFEL FAELLT NICHT WEIT VOM STAMM: DAS NEWTONSCHE GRAVITATIONSGESETZ
127 GRAVITATION AN DER ERDOBERFLAECHE: DIE ERDBESCHLEUNIGUNG 129
KREISBAHNEN UND DAS GRAVITATIONSGESETZ 129
RUNDHERUM: VERTIKALE KREISBEWEGUNG 133
TEIL III
ENERGIE UND ARBEIT 137
KAPITEL 8 PHYSIK IN AKTION 139
ES IST NICHT SO, WIE SIE DENKEN . * 139
ARBEIT MESSEN 139
GEWICHTE STEMMEN 140
ZUG UM ZUG 141
NEGATIVE ARBEIT 142
MIT SCHWUNG VORAN: KINETISCHE ENERGIE 143
EINE FORMEL FUER DIE KINETISCHE ENERGIE 144
KINETISCHE ENERGIE IN DER PRAXIS 145
DAS WAHRE LEBEN: RESULTIERENDE KRAEFTE 146
ENERGIEVORRAT: POTENTIELLE ENERGIE 148
DER KAMPF GEGEN DIE SCHWERKRAFT 148
BAEUMCHEN WECHSEL DICH! DIE UMWANDLUNG VON KINETISCHER IN POTENTIELLE
ENERGIE 149
AM SCHEIDEWEG: KONSERVATIVE UND NICHT KONSERVATIVE KRAEFTE 150
VORWAERTS, RUECKWAERTS, RUNDHERUM: ENERGIEERHALTUNG 151
WIE IM FREIEN FALL 153
HOCH HINAUS 153
ARBEITE SCHNELLER, LEISTUNG ZAEHLT! 154
LEISTUNG MESSEN 154
WAS LEISTUNG SONST NOCH BEDEUTET 155
KAPITEL 9 SCHWUNGVOLL: IMPULS UND KRAFTSTOSS 157
REMPELEI: DER KRAFTSTOSS 157
IMPULSE GEBEN 158
DER ZUSAMMENHANG ZWISCHEN IMPULS UND KRAFTSTOSS 159
NOCH EINMAL POOLBILLARD: KRAFTSTOSS UND IMPULS 160
KRAFTVOLL DURCH DEN REGEN 161
IMPULSERHALTUNG 162
GESCHWINDIGKEIT IM GRIFF: IMPULSERHALTUNG IN DER PRAXIS 163
IMPULSERHALTUNG UND SCHLUSSGESCHWINDIGKEIT 164
AUTO GEGEN AUTO: ELASTISCHE UND INELASTISCHE STOESSE 166
GUMMIBAELLE: ELASTISCHE STOESSE 166
KNETEKLUMPEN: INELASTISCHE STOESSE 167
IMAGE 5
8 PHYSIK IN AKTION
STOESSE IN EINER DIMENSION 167
STOESSE IN ZWEI DIMENSIONEN 169
KAPITEL 10
WIE MAN'S DREHT UND UF ENDET: ROTATIONSBEWEGUNGEN 173
VON DER GERADLINIGEN BEWEGUNG ZUR ROTATION 173
DIE TANGENTIALBEWEGUNG 174
DIE TANGENTIALGESCHWINDIGKEIT 174
DIE TANGENTIALBESCHLEUNIGUNG 176
DIE ZENTRIPETALBESCHLEUNIGUNG 176
VEKTOREN UND ROTATIONSBEWEGUNGEN 178
DER VEKTOR DER WINKELGESCHWINDIGKEIT 178
DER VEKTOR DER WINKELBESCHLEUNIGUNG .179
DREHEN UND WENDEN: DAS DREHMOMENT 180
DIE DREHMOMENTGLEICHUNG 181
HEBELARME VERSTEHEN 183
DREHMOMENTE BESTIMMEN 184
DAS DREHMOMENT ALS VEKTOR 185
NICHT WACKELN: ROTATIONSGLEICHGEWICHT 185
FLAGGE ZEIGEN: IMMER SCHOEN IM GLEICHGEWICHT 186
EIN ROTATIONSGLEICHGEWICHT MIT REIBUNG 187
KAPITEL 11
IMMER RUNDHERUM: DYNAMIK T/ON ROTATIONSBEWEGUNGEN 191
DAS ZWEITE NEWTONSCHE GESETZ IN ROTATION 191
TANGENTIALBESCHLEUNIGUNG UND WINKELBESCHLEUNIGUNG 192
DAS TRAEGHEITSMOMENT 193
DAS TRAEGHEITSMOMENT UNTER DER LUPE 193
DREHMOMENTE IM CD-PLAYER: TRAEGHEIT IN DER PRAXIS 195
WINKELBESCHLEUNIGUNG UND DREHMOMENT: NOCH EIN BEISPIEL 196
ARBEIT UND KINETISCHE ENERGIE IN ROTATIONSBEWEGUNGEN 198
IN DER TRETMUEHLE: ARBEIT BEI ROTATIONEN 198
KINETISCHE ENERGIE IN ROTATIONSBEWEGUNGEN 200
DIE KINETISCHE ENERGIE DER ROTATION AUF EINER RAMPE 201
NICHT ZU BREMSEN: DER DREHIMPULS 203
DIE DREHIMPULSERHALTUNG 203
SATELLITENBAHNEN: DIE DREHIMPULSERHALTUNG IN DER PRAXIS 204
KAPITEL 12
HIN UND HER; HIN UND HER: HARMONISCHE BEWEGUNGEN 207
FEDERKRAFT: DAS HOOKESCHE GESETZ 207
IMMER SCHOEN NACHFEDERN 208
DAS HOOKESCHE GESETZ UND DIE RICHTUNG DER KRAFT 208
IMAGE 6
PHYSIK FUER DUMMIES
DIE EINFACHE HARMONISCHE BEWEGUNG 209
SENKRECHT UND WAAGERECHT 209
EIN GENAUERER BLICK AUF DIE HARMONISCHE BEWEGUNG 211
DIE KREISFREQUENZ EINER MASSE AN EINER FEDER 217
DIE ENERGIE IN EINFACHEN HARMONISCHEN BEWEGUNGEN 218
SCHWINGENDE PENDEL 220
TEIL W
ATTES UEBER WAERME 223
KAPITEL 13 EINHEIZEN MIT THERMODYNAMIK 225
DER SPRUNG INS HEISSE WASSER 225
DAS THERMOMETER SAGT CELSIUS 226
DAS THERMOMETER SAGT FAHRENHEIT 226
DAS THERMOMETER SAGT KELVIN 226
ES WIRD WARM: LAENGENAUSDEHNUNG 227
WIEDER EIN KOEFFIZIENT 228
EIN BEISPIEL FUER GLEISARBEITER 229
ES BLEIBT WARM: VOLUMENAUSDEHNUNG 229
MIT DEM (WAERME-)STROM SCHWIMMEN 230
DIE PHASE AENDERT SICH, DIE TEMPERATUR NICHT 232
PHASENUMWANDLUNG: DAS EIS IST GEBROCHEN! 233
GUT VERSTECKT: LATENTE WAERME 234
KAPITEL 1B HIER, NIMM MEINE JACKE: WAERMEUEBERTRAGUNG 237
IM WASSERKOCHER: KONVEKTION 237
AUTSCH, DAS WAR HEISS! WAERMELEITUNG 238
WOVON DIE WAERMELEITUNG ABHAENGT 239
DIE GLEICHUNG FUER DIE WAERMELEITUNG ANWENDEN 241
LICHT SENDEN, LICHT EMPFANGEN: STRAHLUNG 242
DIE STRAHLUNG IST DA, AUCH WENN MAN SIE NICHT SIEHT 242
SCHWARZE KOERPER 244
DAS GEHEIMNIS DER AVOGADRO-ZAHL 245
DAS GASGESETZ WIRD GESCHMIEDET 246
EIN BEISPIEL: DER DRUCK EINES IDEALEN GASES 248
ALTERNATIVEN: DIE GESETZE VON BOYLE-MARIOTTE UND GAY-LUSSAC 248
GASMOLEKUELE HABEN'S EILIG 249
DIE GESCHWINDIGKEIT VON LUFTMOLEKUELEN 249
DIE KINETISCHE ENERGIE EINES IDEALEN GASES 250
IMAGE 7
8 PHYSIK IN AKTION
KAPITEL 15 WAERME TRIFFT ARBEIT: DIE HAUPTSAETZE DER THERMODYNAMIK 253
DAS THERMISCHE GLEICHGEWICHT ERREICHEN: NULLTER HAUPTSATZ 253
WAERME UND ARBEIT ERHALTEN: DER ERSTE HAUPTSATZ 254
ENERGIEERHALTUNG MIT ZAHLEN 255
ISOBAR, ISOCHOR, ISOTHERM, ADIABATISCH - UND WAS NOCH .? 255
VOM UMGANG MIT SPEZIFISCHEN WAERMEKAPAZITAETEN 262
WAERME FLIESSEN LASSEN: DER ZWEITE HAUPTSATZ 264
ARBEIT AUS WAERME MIT WAERMEKRAFTMASCHINEN 264
VOM WIRKUNGSGRAD EINER DAMPFMASCHINE 264
MAN KANN NICHT ALLES HABEN, SAGT CARNOT 265
JETZT WIRD'S KALT: DER DRITTE (UND ABSOLUT LETZTE) HAUPTSATZ 267
TEIL V
ELEKTRISCHER STROM UND MAGNETEN 269
KAPITEL 16 DIE LUFT MIT ELEKTROSTATIK KNISTERN LASSEN 271
PLUS ODER MINUS? DIE LADUNG VON ELEKTRON UND PROTON 271
ZIEHEN UND SCHIEBEN: ELEKTRISCHE KRAEFTE 272
DAS COULOMBSCHE GESETZ 272
BAELLE AUF DISTANZ HALTEN 273
DIE GESCHWINDIGKEIT VON ELEKTRONEN 273
KRAEFTE ZWISCHEN MEHREREN LADUNGEN 274
WIRKUNG AUS DER FERNE: ELEKTRISCHE FELDER 275
AUS ALLEN RICHTUNGEN: FELDER VON PUNKTLADUNGEN 277
SCHOEN GLEICHMAESSIG GELADEN: DAS ELEKTRISCHE FELD IM PLATTENKONDENSATOR
278 DREH DIE SPANNUNG HOCH! DAS ELEKTRISCHE POTENTIAL 280
BERECHNUNG DER ELEKTRISCHEN POTENTIELLEN ENERGIE 280
SPANNUNG IST POTENTIAL 281
DAS ELEKTRISCHE POTENTIAL BLEIBT ERHALTEN 282
DAS ELEKTRISCHE POTENTIAL VON PUNKTLADUNGEN 283
AUFLADEN, WAS DIE KAPAZITAET HERGIBT 285
KAPITEL 17 ELEKTRONEN MIT STROMKREISEN SCHUBSEN 289
DER LANGE MARSCH DER ELEKTRONEN: STROM 289
STROM DEFINIEREN 290
STROM IN BATTERIEN BERECHNEN 290
WIDERSTANDSFAEHIG: DAS OHMSCHE GESETZ 291
DER STROM DURCH EINEN WIDERSTAND 291
GANZ SPEZIFISCHE WIDERSTAENDE 292
ES WIRD WAS GELEISTET 292
IMAGE 8
PHYSIK FUER BUMMIES
SCHOEN DER REIHE NACH: REIHENSCHALTUNGEN 293
ALLES AUF EINMAL: PARALLELSCHALTUNGEN 294
KNOTEN UND SCHLEIFEN BINDEN: DIE KIRCHHOFFSCHEN REGELN 295
ANWENDUNG DER MASCHENREGEL 296
RECHNEN MIT VIELEN MASCHEN 297
KONDENSATOREN IM KREIS 299
KONDENSATOREN IN PARALLELSCHALTUNG 299
KONDENSATOREN IN REIHENSCHALTUNG 300
KONDENSATOR PLUS WIDERSTAND GLEICH RC-SCHALTKREIS 301
KAPITEL 18 UEBERAUS ANZIEHEND: MAGNETISMUS 305
ANZIEHEN UND ABSTOSSEN 305
ZWANG AUF BEWEGTE LADUNGEN 307
DIE STAERKE MAGNETISCHER KRAEFTE 308
JEDER AUF SEINER BAHN: GELADENE TEILCHEN IM MAGNETFELD 309
MAGNETFELDER ARBEITEN NICHT. 309
. ABER SIE WIRKEN TROTZDEM! 310
STROEME VERBIEGEN 311
KRAEFTE AUF STROEME 311
STROEME WERDEN GEDREHT 313
DAS MAGNETFELD EINES DRAHTS 314
MAGNETFELDER IN LEITERSCHLEIFEN 316
SCHOEN GLEICHMAESSIG: MAGNETFELDER VON SPULEN 318
KAPITEL 19 STROEME MIT SPANNUNG FLIESSEN LASSEN 321
EINE SPANNUNG WIRD INDUZIERT 321
SPANNENDE BEWEGUNG IM MAGNETFELD 322
INDUKTIONSSPANNUNG UND FLAECHE 323
FARADAY UND DER FLUSS 324
RICHTIGE VORZEICHEN: DIE LENZSCHE REGEL 326
INDUKTIVITAETEN 328
AUF UND AB: WECHSELSTROMKREISE 328
WIE DIE WECHSELSPANNUNG AUSSIEHT 329
DEM WIDERSTAND IST ALLES EGAL 330
AM KONDENSATOR BEEILT SICH DER STROM 331
AN DER SPULE TROEDELT DER STROM 334
DIE DREIFACHE HERAUSFORDERUNG: RCL-STROMKREISE 336
KAPITEL 20 EIN LICHTSTRAHL AUF LINSEN UND SPIEGELN 339
ALLES UEBER SPIEGEL - LEGEIPS REBUE SELLA 339
LICHT WIRD ABGELENKT 340
IMAGE 9
LICHT BRECHEN MIT SNELLIUS
GEMESSENE UND GEFUEHLTE TIEFE SPIEGLEIN, SPIEGLEIN AN DER WAND
HOHLSPIEGEL WIRKEN VERGROESSERND KONVEXE SPIEGEL WIRKEN VERKLEINERND
MIT LINSEN SIEHT MAN BESSER SAMMELLINSEN WIRKEN VERGROESSERND
ZERSTREUUNGSLINSEN WIRKEN VERKLEINERND
TEIL V!
DER TAP'TEN-TEIT
KAPITEL 21 ALLES IST RELATII/DSTISCH)
DIE NATUR BEHANDELT ALLE GLEICH LICHT IST IMMER GLEICH SCHNELL BEI HOHER
GESCHWINDIGKEIT DEHNT SICH DIE ZEIT
RAUMFAHRER ALTERN LANGSAMER BEI HOHER GESCHWINDIGKEIT SCHRUMPFT DIE
LAENGE MATERIE IST GLEICH ENERGIE MATERIE PLUS ANTIMATERIE GLEICH .
BUMM
DIE SONNE VERLIERT AN MASSE ES GEHT NICHT SCHNELLER ALS DAS LICHT UND
NEWTON HAT TROTZDEM RECHT!
KAPITEL 22 ZEHN VUEITDE THEORIEN
KLEIN, KLEINER . UND GANZ ANDERS MAN KANN NIE SICHER SEIN, SAGT
HEISENBERG GRAVITATION KRUEMMT DEN RAUM SCHWARZE LOECHER HALTEN LICHT FEST
GEHT'S NOCH KLEINER?
EXPLOSIVE MISCHUNG: MATERIE UND ANTIMATERIE NOCH EXPLOSIVER: SUPERNOVAE
VOM URKNALL ZUM ENDKNALL JETZT WIRD ES DUNKEL
ICH WEISS, DASS ICH NICHTS WEISS
LOESUNGEN
GLOSSAR
STICHWORTVERZEICHNIS
8 PHYSIK IN AKTION *
340 341 342 343
348 349 349 352
355
357 357 358 358
359 360 360 361 361 361 362
365
365 366 366 367 367 368 368 368 369 369
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387
393
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