Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08

Physik I für
Chemiker, Biochemiker und
Geowissenschaftler
Vorlesung 03b
(7. Nov. 2007)
Prof. D. Hägele
www.optics.rub.de
Physik I für Biochemie, Chemie, Geowissenschaften WS 2007/08
Übungsgruppen
Chemiker, Biochemiker
Geowissenschaftler
1 Stunde / Woche
• Di 8-9 Uhr, Jürgen Gibkes, NB 6/99
• Mi 10-11 Uhr, Jörg Rudolph, NB 02/99
• Mi 11-12 Uhr, Heye Buß, NB 02/99
1 Stunde / Woche
• F Di 12-13 Uhr, Jörg Renner, NB 5/99
• G Di 13-14 Uhr, Jörg Renner, NB 5/99
Ausgabe der Übungsblatts: Donnerstags
Abgabe: Am Donnerstag eine Woche später
Kleingruppen für gemeinsame Übungsabgabe
werden während der ersten Übungsgruppe gebildet.
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Inhalt
• Kräfte - addition, -parallelogramme
• Mechanische Federn
• 3. Newton‘sches Axiom: Action = Reactio
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1. Newtonsches Axiom
Ohne äußere Kraft bleibt ein Körper in Ruhe oder
bewegt sich geradlinig mit v = konst.
(Trägheitsprinzip)
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Zusammenhang von Kraft,
Beschleunigung und Masse
a proportional zu
proportional zu
=>
a = F/m
F
1/m
2. Newtonsches Axiom
F = ma
Einheit: [F] = kg m s-2 = N (Newton)
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Richtung von Kräften
Gesamtkraft erhält man durch Vektoraddition
So genanntes „Kräfteparallelogramm“
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Spezialfall:
Körper bleibt in Ruhe, wenn
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Aufteilung von Kräften
Wiederum „Kräfteparallelogramm“
Die Summe der Beträge von F2 und F3 ist
größer als der Betrag von F1.
Rechnung: Drei Massen
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Versuch: Kraft und Gegenkraft
Versuch: Luftkissenbahn
Experimentell:
Bei m1 = m2 => v1 = - v2, d.h. F1 = - F2
(Betrag der Kräfte ist gleich)
Bei m1 ∫ m2 => m1 v1 = - m2 v2
=> m1 v1 + m2 v2 = 0 (Impulserhaltung)
Versuch: Seil und Rollwagen
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Kraft bewirkt Gegenkraft
3. Newtonsches Axiom
actio
=
reactio
Impulserhaltung
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Anwendung und Präzisierung der
Newtonschen Axiome
1.5.1 Elastische Verformung (Feder)
Versuch: Feder + Gewicht
Linearer Zusammenhang
F = D*s
(Hooksches Gesetz)
Federkonstante D.
D spezifisch für jede Feder.
D = F/s. harte Feder => kleines s => großes D.
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Federkraft in 1. Newtonsches Axiom
Gewicht in Ruhe => 1. Newtonsches Axiom
FF = - FG
Federkraft ist Gegenkraft zur Gewichtskraft.
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Anordnungen von zwei Federn
Parallelschaltung: Federkraft verstärkt sich!
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Anordnungen von zwei Federn
Reihenschaltung: Federkraft wird kleiner !
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Anordnungen von zwei Federn
Reihenschaltung: Federkraft D wird kleiner !
Bsp.: Gleiche Federn mit D => DGes = D/2
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