Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08
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Physik I für Chemiker, Biochemiker und Geowissenschaftler Vorlesung 02a (29. Okt. 2007) Prof. D. Hägele www.optics.rub.de Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 Übungsgruppen A bis G Chemiker, Biochemiker Geowissenschaftler 1 Stunde / Woche 1 Stunde / Woche • A Di 8-9 Uhr, Jürgen Gibkes, NB 6/99 • F Di 12-13 Uhr, Jörg Renner, NB 5/99 • B Mi 10-11 Uhr, Heye Buß, NB 02/99 • G Di 13-14 Uhr, Jörg Renner, NB 5/99 • C Mi 11-12 Uhr, Heye Buß, NB 02/99 • D Mi 12-13 Uhr, Jörg Rudolph, NB 6/99 • E Mi 13-14 Uhr, Jörg Rudolph, NB 6/99 Mi 11-12 Uhr, Jörg Rudolph, NB 3/158 Ausgabe der Übungsblatts: Donnerstags Abgabe: Am Donnerstag eine Woche später Kleingruppen für gemeinsame Übungsabgabe werden während der ersten Übungsgruppe gebildet. Beginn der Übungen: nächste Woche Geowissenschaftler haben bereits begonnen. Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 Abgabe der Übungen am Mittwoch vor Allerheiligen Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 Konsequenz aus Mathetest Wiederholen Sie bitte: Formeln umstellen, Bruchrechnen, Differenzieren, Produktregel, Kettenregel, sin, cos, Zusammenhang von Wurzeln und Exponentialfunktionen, Logarithmen, Integrationsmethoden (partielle Integration, Stammfunktionen von x^n, sin, cos, 1/x, ln, ), Lösen quadratischer Gleichungen, Vektorrechnung, Skalarprodukt, Kreuzprodukt, Cosinussatz, ... Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 Gute Buch (?) Thomas Rießinger: Mathematik für Ingenieure. Als Taschenbuch ca. EUR 20. Springer, Berlin. Ca. 700 Seiten Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 Inhalt Mechanik von Massenpunkten • beschleunigte Bewegung / Wurf Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 1.2 Kinetik der geradlinigen Bewegung Kinetik: • zunächst nur Beschreibung der Bewegung, ohne auf Ursache (Kräfte) einzugehen. • keine Reibung Luftkissenbahn Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 Experiment: Luftkissenbahn A) Luftkissenbahn und Metronom In gleichen Zeiten werden gleiche Abstände zurückgelegt. B) Luftkissenbahn mit Hörsaaluhr Zeit 0 t1 t2 t3 Weg 0 s1 s2 s3 Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 B) Luftkissenbahn mit Hörsaaluhr ∆s ∆t Ergebnis: • s proportional zu t • s=v*t Proportionalitätsfaktor v • v = s/t [v] = m/s Steigung im s-t Diagramm Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 B) Luftkissenbahn mit Hörsaaluhr v-t Diagramm v1 = (s2-s1)/(t2-t1) v2 = (s3-s2)/(t3-t2) ... Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 Momentane Geschwindigkeit v ∆t ∆s z.B. Tachoanzeige im Auto negative Steigung entspricht negativer Geschwindigkeit Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 C) Ungleichförmige Bewegung Luftkissenbahn leicht gekippt Zeitunterschied ∆t 4,8 2,3 1,8 1,5 Zeit t 0,0 4,8 7,1 8,9 10,3 Weg s 0,0 1 2 3 4 Wegunterschied ∆s/∆t ∆s 1 1 1 1 0,2 0,47 0,55 0.66 Geschwindigkeit v = ∆s/∆t nimmt zu! ∆s ∆t Versuch: gekippte Bahn Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 Beschleunigung Aus Tabelle Geschwindigkeit nimmt linear mit der Zeit zu. d.h.: Beschleunigung a = Geschw/Zeit Momentane Beschleunigung Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 1.2.3 Bewegung bei konst. Beschleunigung Integration von a ergibt v Integration von v ergibt s Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 1.2.3 Allgemeiner Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 1.2.3 Anwendungsbeispiel Berechnung des Bremswegs bei konstanter Verzögerung (neg. Beschleunigung) a negativ => s positiv Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08 1.2.3 Anwendungsbeispiel Fall eines Körpers im Schwerefeld der Erde: Freier Fall Alle Körper erfahren gleiche Beschleunigung g ist die so genannte Erdbeschleunigung. Beispielrechnung, freier Fall, Oszillation Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08
