Wie Physiker denken: Schritt für Schritt in die Physik mit Beispielen zur Bewegung starrer Körper
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Berlin
Springer Spektrum
[2022]
|
| Schriftenreihe: | Lehrbuch
|
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltstext http://www.springer.com/ Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XIV, 301 Seiten Illustrationen, Diagramme 23.5 cm x 15.5 cm, 595 g |
| ISBN: | 9783662645604 3662645602 |
Internformat
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INHALTSVERZEICHNIS
1
WORUM
GEHT
ES?
.
1
2
WIR
FAHREN
MIT
DER
EISENBAHN
(ODER
DEM
BUS)
.
5
2.1
WIR
NUTZEN
DEN
FAHRPLAN
.
5
2.2 IM
GESCHWINDIGKEITSRAUSCH
.
11
2.3
WIR
AENDERN
DIE
GESCHWINDIGKEIT
.
17
LITERATUR
.
17
3
WIR
FANGEN
VON
HINTEN
AN
.
19
3.1
AUF
DER
LANDSTRASSE
(ODER
DER
AUTOBAHN)
.
21
3.2
IM
FREIEN
FALL
.
26
3.3
DER
SCHRAEGE
WURF
NACH
OBEN
.
31
3.4
WIR
BEWEGEN UNS
IM
KREIS
.
36
LITERATUR
.
39
4
WAS
UNS
ANTREIBT
.
41
4.1
HOCH
LEBE
SIR
ISAAC
NEWTON
.
41
4.2
NOCHMAL
ISAAC
NEWTON
(UND
JOHANNES
KEPLER)
.
42
4.3
IST
DER
FALL
WIRKLICH
FREI?
.
49
4.4
FLUG
DER
KANONENKUGEL
.
52
4.5
WIR
GERATEN
UNTER
ZWANG
UND
AUF
DIE
SCHIEFE
EBENE
.
56
4.6
DIE
REIBUNG:
FLUCH
UND
SEGEN
.
58
4.6.1
AUF
DEM
SANDHAUFEN
.
61
4.6.2
KURVENFAHRTEN
.
62
4.7
AUF
UND
AB,
HIN
UND
HER:
WIR
SCHWINGEN
.
65
4.7.1
BEIM
FEDERSCHWINGER
GEHT
'
S
HARMONISCH
ZU
.
65
4.7.2
HARMONISCH
AUCH
BEIM
PENDEL?
.
68
4.7.3
EIN
ABSURDES
GEDANKENEXPERIMENT
.
71
4.7.4
SCHWINGUNG
MIT
HEMMNISSEN
.
78
4.7.5
SCHWINGUNG
UNTER
ZWANG
.
84
4.7.6
WIR
SCHWINGEN
IM
TAKT
UND
BILDEN
EINE
WELLE
.
88
4.8
AUF
DER
SCHAUKEL
.
94
4.9
DIE
ERDE
IST
EIN
KARUSSELL
.
97
LITERATUR
.
104
VII
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
5
ES
IST
NICHT
DIE
KRAFT
ALLEIN
.
105
5.1
ES
GIBT
ARBEIT
.
106
5.2
DER
FLASCHENZUG
.
108
5.3
NOCHMAL
ZUR
REIBUNG
.
110
5.4
WIR
SPEICHERN
ARBEIT
ALS
ENERGIE
.
111
5.5
DER
STARRE
KOERPER
ALS
FEDERMODELL
.
117
5.6
AUF
DIE
LEISTUNG
KOMMT
ES
AN
.
121
LITERATUR
.
124
6
MEHRERE
MASSEN
KOMMEN
INS
SPIEL
.
125
6.1
BILLARD
ALS
GEDANKENEXPERIMENT
.
125
6.1.1
KRAFTSTOSS
UND
IMPULS
.
125
6.1.2
ZENTRALER
ELASTISCHER
STOSS
.
126
6.1.3
EXPERIMENT
MIT
UEBERRASCHENDEM
ERGEBNIS
.
128
6.1.4
SCHIEFER
ELASTISCHER
STOSS
.
130
6.2
DIE
STOSSENDEN
MASSEN
SIND
VERSCHIEDEN
UND
BEWEGEN
SICH
BEIDE
.
134
6.3
UNELASTISCHER
STOSS
.
142
6.3.1
DER
SPRINGENDE
BALL
.
148
6.3.2
EINCRASHTEST
.
151
6.4
RUECKSTOSS
.
154
6.4.1
EIN
MANN
IN
EINEM
BOOT
.
154
6.4.2
DAS
ZERPLATZENDE
GESCHOSS
.
156
6.4.3
DER
RAKETENANTRIEB
.
159
LITERATUR
.
167
7
ES
DREHT
SICH
WAS
.
169
7.1
WIR
DREHEN
AM
RAD
.
169
7.1.1
ES
IST
NICHT
DIE
KRAFT
ALLEIN:
DREHMOMENT
.
169
7.1.2
TRAEGHEIT
ROTIERENDER
STARRER
KOERPER
(TRAEGHEITSMOMENT)
.
172
7.1.3
ENERGIE
BEI
DER
ROTATION
.
180
7.2
IMPULS
BEI
DER
ROTATION:
DREHIMPULS
.
181
7.2.1
SCHNELLER
ROTIEREN:
PIROUETTE
.
182
7.2.2
ROTATION
UM
VERSCHIEDENE
ACHSEN:
KREISEL
.
184
7.2.3
KRAFTPROTZ
IM
ZENTRUM:
ZENTRALKRAFT
.
188
LITERATUR
.
197
8
TRANSLATION
UND
ROTATION
.
199
8.1
DER
STARRE
KOERPER
IM
RAUM
.
200
8.1.1
POSITION
UND
ORIENTIERUNG
DES
STARREN
KOERPERS
.
200
8.1.2
DREHUNG
UM
RAUMFESTE
ACHSEN
.
203
8.2
DER
STARRE
KOERPER
BEWEGT
SICH
.
205
8.2.1
DER
MASSENMITTELPUNKT
-
EIN
GEEIGNETER
BEZUGSPUNKT
.
209
8.2.2
MASSENMITTELPUNKT
UND
GLEICHGEWICHT
.
213
8.2.3
ETWAS
EINFACHER:
BEWEGUNG
IN
DER
EBENE
.
214
INHALTSVERZEICHNIS
IX
8.3
WAS
WISSEN
WIR
UEBER
TRANSLATION
UND
ROTATION?
.
217
8.4
BEISPIELE
.
218
8.4.1
SCHWUNGRAD
UND
FALLENDE
MASSE
AM
SEIL
.
218
8.4.2
DIE
ROLLENDE
KUGEL
.
225
8.4.3
DER
ROLLENDE
WAGEN
.
232
LITERATUR
.
235
9
MATHEMATISCHE
SICHERUNGSHAKEN
.
237
9.1
INFINITESIMALRECHNUNG
.
237
9.1.1
DIFFERENTIALRECHNUNG
.
237
9.1.2
EXTREMWERTBESTIMMUNG
.
244
9.1.3
REIHENENTWICKLUNG
.
246
9.1.4
INTEGRALRECHNUNG
.
250
9.2
BINOMIALKOEFFIZIENTEN
.
255
9.3
BEWEIS
DURCH
VOLLSTAENDIGE
INDUKTION
.
258
9.4
QUADRATISCHE
GLEICHUNGEN
.
263
9.5
TRIGONOMETRISCHE
FUNKTIONEN
.
264
9.6
RAUMWINKEL
.
269
9.7
BESONDERE
ZAHLEN
.
271
9.7.1
DAS
GEHEIMNIS
HINTER
DER
ZAHL
RT
.
271
9.7.2
DIE
NATUERLICHE
ZAHL
E
.
274
9.7.3
DIE
ZAUBERHAFTE
IMAGINAERE
EINHEIT
I
.
276
9.8
VEKTOREN
.
279
9.9
MATRIZEN
UND
DETERMINANTEN
.
283
9.9.1
MATRIZEN
.
284
9.9.2
DETERMINANTEN
.
287
9.9.3
LOESUNG
LINEARER
GLEICHUNGSSYSTEME
MITHILFE
VON
DETERMINANTEN
.
288
9.9.4
BEISPIEL:
DREHUNG
EINES
KARTESISCHEN
KOORDINATENSYSTEMS
.
291
QUELLENHINWEISE
.
293
10
RESUEMEE
.
295
SACHWORTVERZEICHNIS
.
297 |
| adam_txt |
INHALTSVERZEICHNIS
1
WORUM
GEHT
ES?
.
1
2
WIR
FAHREN
MIT
DER
EISENBAHN
(ODER
DEM
BUS)
.
5
2.1
WIR
NUTZEN
DEN
FAHRPLAN
.
5
2.2 IM
GESCHWINDIGKEITSRAUSCH
.
11
2.3
WIR
AENDERN
DIE
GESCHWINDIGKEIT
.
17
LITERATUR
.
17
3
WIR
FANGEN
VON
HINTEN
AN
.
19
3.1
AUF
DER
LANDSTRASSE
(ODER
DER
AUTOBAHN)
.
21
3.2
IM
FREIEN
FALL
.
26
3.3
DER
SCHRAEGE
WURF
NACH
OBEN
.
31
3.4
WIR
BEWEGEN UNS
IM
KREIS
.
36
LITERATUR
.
39
4
WAS
UNS
ANTREIBT
.
41
4.1
HOCH
LEBE
SIR
ISAAC
NEWTON
.
41
4.2
NOCHMAL
ISAAC
NEWTON
(UND
JOHANNES
KEPLER)
.
42
4.3
IST
DER
FALL
WIRKLICH
FREI?
.
49
4.4
FLUG
DER
KANONENKUGEL
.
52
4.5
WIR
GERATEN
UNTER
ZWANG
UND
AUF
DIE
SCHIEFE
EBENE
.
56
4.6
DIE
REIBUNG:
FLUCH
UND
SEGEN
.
58
4.6.1
AUF
DEM
SANDHAUFEN
.
61
4.6.2
KURVENFAHRTEN
.
62
4.7
AUF
UND
AB,
HIN
UND
HER:
WIR
SCHWINGEN
.
65
4.7.1
BEIM
FEDERSCHWINGER
GEHT
'
S
HARMONISCH
ZU
.
65
4.7.2
HARMONISCH
AUCH
BEIM
PENDEL?
.
68
4.7.3
EIN
ABSURDES
GEDANKENEXPERIMENT
.
71
4.7.4
SCHWINGUNG
MIT
HEMMNISSEN
.
78
4.7.5
SCHWINGUNG
UNTER
ZWANG
.
84
4.7.6
WIR
SCHWINGEN
IM
TAKT
UND
BILDEN
EINE
WELLE
.
88
4.8
AUF
DER
SCHAUKEL
.
94
4.9
DIE
ERDE
IST
EIN
KARUSSELL
.
97
LITERATUR
.
104
VII
VIII
INHALTSVERZEICHNIS
5
ES
IST
NICHT
DIE
KRAFT
ALLEIN
.
105
5.1
ES
GIBT
ARBEIT
.
106
5.2
DER
FLASCHENZUG
.
108
5.3
NOCHMAL
ZUR
REIBUNG
.
110
5.4
WIR
SPEICHERN
ARBEIT
ALS
ENERGIE
.
111
5.5
DER
STARRE
KOERPER
ALS
FEDERMODELL
.
117
5.6
AUF
DIE
LEISTUNG
KOMMT
ES
AN
.
121
LITERATUR
.
124
6
MEHRERE
MASSEN
KOMMEN
INS
SPIEL
.
125
6.1
BILLARD
ALS
GEDANKENEXPERIMENT
.
125
6.1.1
KRAFTSTOSS
UND
IMPULS
.
125
6.1.2
ZENTRALER
ELASTISCHER
STOSS
.
126
6.1.3
EXPERIMENT
MIT
UEBERRASCHENDEM
ERGEBNIS
.
128
6.1.4
SCHIEFER
ELASTISCHER
STOSS
.
130
6.2
DIE
STOSSENDEN
MASSEN
SIND
VERSCHIEDEN
UND
BEWEGEN
SICH
BEIDE
.
134
6.3
UNELASTISCHER
STOSS
.
142
6.3.1
DER
SPRINGENDE
BALL
.
148
6.3.2
EINCRASHTEST
.
151
6.4
RUECKSTOSS
.
154
6.4.1
EIN
MANN
IN
EINEM
BOOT
.
154
6.4.2
DAS
ZERPLATZENDE
GESCHOSS
.
156
6.4.3
DER
RAKETENANTRIEB
.
159
LITERATUR
.
167
7
ES
DREHT
SICH
WAS
.
169
7.1
WIR
DREHEN
AM
RAD
.
169
7.1.1
ES
IST
NICHT
DIE
KRAFT
ALLEIN:
DREHMOMENT
.
169
7.1.2
TRAEGHEIT
ROTIERENDER
STARRER
KOERPER
(TRAEGHEITSMOMENT)
.
172
7.1.3
ENERGIE
BEI
DER
ROTATION
.
180
7.2
IMPULS
BEI
DER
ROTATION:
DREHIMPULS
.
181
7.2.1
SCHNELLER
ROTIEREN:
PIROUETTE
.
182
7.2.2
ROTATION
UM
VERSCHIEDENE
ACHSEN:
KREISEL
.
184
7.2.3
KRAFTPROTZ
IM
ZENTRUM:
ZENTRALKRAFT
.
188
LITERATUR
.
197
8
TRANSLATION
UND
ROTATION
.
199
8.1
DER
STARRE
KOERPER
IM
RAUM
.
200
8.1.1
POSITION
UND
ORIENTIERUNG
DES
STARREN
KOERPERS
.
200
8.1.2
DREHUNG
UM
RAUMFESTE
ACHSEN
.
203
8.2
DER
STARRE
KOERPER
BEWEGT
SICH
.
205
8.2.1
DER
MASSENMITTELPUNKT
-
EIN
GEEIGNETER
BEZUGSPUNKT
.
209
8.2.2
MASSENMITTELPUNKT
UND
GLEICHGEWICHT
.
213
8.2.3
ETWAS
EINFACHER:
BEWEGUNG
IN
DER
EBENE
.
214
INHALTSVERZEICHNIS
IX
8.3
WAS
WISSEN
WIR
UEBER
TRANSLATION
UND
ROTATION?
.
217
8.4
BEISPIELE
.
218
8.4.1
SCHWUNGRAD
UND
FALLENDE
MASSE
AM
SEIL
.
218
8.4.2
DIE
ROLLENDE
KUGEL
.
225
8.4.3
DER
ROLLENDE
WAGEN
.
232
LITERATUR
.
235
9
MATHEMATISCHE
SICHERUNGSHAKEN
.
237
9.1
INFINITESIMALRECHNUNG
.
237
9.1.1
DIFFERENTIALRECHNUNG
.
237
9.1.2
EXTREMWERTBESTIMMUNG
.
244
9.1.3
REIHENENTWICKLUNG
.
246
9.1.4
INTEGRALRECHNUNG
.
250
9.2
BINOMIALKOEFFIZIENTEN
.
255
9.3
BEWEIS
DURCH
VOLLSTAENDIGE
INDUKTION
.
258
9.4
QUADRATISCHE
GLEICHUNGEN
.
263
9.5
TRIGONOMETRISCHE
FUNKTIONEN
.
264
9.6
RAUMWINKEL
.
269
9.7
BESONDERE
ZAHLEN
.
271
9.7.1
DAS
GEHEIMNIS
HINTER
DER
ZAHL
RT
.
271
9.7.2
DIE
NATUERLICHE
ZAHL
E
.
274
9.7.3
DIE
ZAUBERHAFTE
IMAGINAERE
EINHEIT
I
.
276
9.8
VEKTOREN
.
279
9.9
MATRIZEN
UND
DETERMINANTEN
.
283
9.9.1
MATRIZEN
.
284
9.9.2
DETERMINANTEN
.
287
9.9.3
LOESUNG
LINEARER
GLEICHUNGSSYSTEME
MITHILFE
VON
DETERMINANTEN
.
288
9.9.4
BEISPIEL:
DREHUNG
EINES
KARTESISCHEN
KOORDINATENSYSTEMS
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291
QUELLENHINWEISE
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10
RESUEMEE
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SACHWORTVERZEICHNIS
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