Physik by Prof. Dr.-Ing. Heinz Niedrig (auth.)

By Prof. Dr.-Ing. Heinz Niedrig (auth.)

Die Grundlagen der Physik, gegliedert in die Teile `Teilchen und Teilchensysteme', `Wechselwirkungen und Felder' und `Wellen und Quanten', werden in diesem Buch so dargestellt, daß die übergreifenden Zusammenhänge zwischen den klassischen und modernen Teilgebieten deutlich werden (Punktmechanik, Schwingungen, starre Körper, statistische Mechanik/Thermodynamik, Transporterscheinungen, Strömungen, Gravitation, elektromagnetische Felder, Stromkreise, Leitungsmechanismen, starke und schwache Wechselwirkung/Atomkerne und Elementarteilchen, Wellen, elektromagnetische Strahlung, geometrische Optik, Interferenz und Beugung, Materiewellen). Das Buch dient den Studenten der Physik und der Ingenieurwissenschaften als Begleittext für die große Experimentalphysik-Vorlesung, in dem der theoretische Hintergrund in konzentrierter, überblickartiger shape nachgelesen werden kann. Aber auch der im Beruf stehende Naturwissenschaftler oder Ingenieur, der sich schnell einen Überblick über bestimmte physikalische Grundlagen verschaffen will, wird hier angesprochen.

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H. die zeitliche Anderung des Drehimpulses ist dem wirkenden Drehmoment gleich. L = JMdt (= M t::.. t bel M = const) . t heiBt DrehmomentenstoB oder Antriebsmoment. 1st das Drehmoment zeitlich konstant. 7-6) der Zeit proportional. 7-5), daB der Drehimpuls zeitlich konstant bleibt: I L = const fUr M=O I. 7-7) Dies ist der Drehimpulserhaltungssatz (Drallsatz), der sleh auch auf Teilchensysteme (siehe 6) und starre Korper (siehe 7) verallgemeinern laBt. 7-2) wegen rJ. =const konstant (M= 0, da keine Krafte wirken).

5-2) = 2 .. 5-4) 61 \' die stets senkreeht zu Y und 61 wirkt (BUd 3-13). ", BJIci 3-13: Richtung der Coriolis-Kraft. 6 Drehmoment und Gleichgewicht F BUd 3-14: Zur Definition des Drehmomentes. worin r der Abstand des Angriffspunktes der Kraft vom Drehpunkt ist. Der Betrag des Drehmomentes ist mit rJ. = r sin a (senkrechter Abstand der Kraftwirkungslinie vom Drehpunkt) M= r F sina = rJ. 6-2) F . SI-Einheit: [M] = Nm (Newtonmeter). Mist ein Vektor parallel zur Drehachse und steht senkrecht auf r und F.

Bei konstanter Kraft und geradliniger Verschiebung (Bild 4-1) ergibt sich die Arbeit aus W = F. = F s cos a . (4-1) Sind Kraft und Weg parallel (a = 0°), so ist W = F s. Steht die Kraft senkrecht auf dem Weg (a= 90°), wird keine Arbeit verrichtet. SI-Einheit: [F] = kg m 2 s-2 = N m =J(oule) = W s . ) FrUher Ubliche Einheiten: erg (cgs-System) und Kilopondmeter (technisches MaBsystem>. Umrechnungen: 1 erg = 1 g cm 2 s-2 = 10-7 N m , 1 kpm = 9,81 Nm. FUr einen beliebigen Weg und/oder eine ortsverinderliche Kraft kann (4-1) nur auf ein differentiell kleines Wegelement d.

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