Physikau fgaben - AGI - Information Management Consultants
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© 2008 AGI-Information Management Consultants May be used for personal purporses only or by libraries associated to dandelon.com network. Jürgen Eichler Bernd Schiewe Physikaufgaben Aufgaben und Lösungen für das Ingenieurstudium Mit 454 Aufgaben und Lösungen Inhaltsverzeichnis VI Inhaltsverzeichnis 1 Physikalische Größen ...................................................................... 1.1 Basisgrößen und -Einheiten .... .............................................. SI-System .................................................. ....... 2 Mechanik fester Körper ............................................ 2.0 Formelsammlung ............... ............................................ 2.1 Kinematik (Lehre von der Bewegung) .............................................................. Geradlinige Bewegung ....... Zusammengesetzte Bewegung (Geschwindigkeitsvektoren)...... Kreisbewegung ...................................................................................... 2.2 Dynamik (Lehre von den Kräften)..................................................................... Masse und Kraft .... Zentrifugalkraft...................................................................................... Corioliskraft.............................................. 2.3 Arbeit, Energie, Leistung... ............................ Arbeit, Energie ................................................................ Energieerhaltung.................................................................................... Leistung ................. ............................................ Impulsänderung ..... ......................... Impulserhaltung........................................................................... Kraftstoß ................ ................... Schwerpunkt................................................................................ 2.5 Dynamik der Rotation.............................................................................. Energie, Massenträgheitsmoment.......................................................... Drehmoment ............................................. Drehimpulserhaltung ................................................................... 3 3 3 6 6 8 9 10 10 12 13 13 14 14 14 15 16 16 17 17 18 18 18 19 20 Mechanik deformierbarerMedien .............................................................. 3.0 Formelsammlung ................... ............................................. 3.1 Deformation von festen Körpern und Flüssigkeiten.......................................... Ausdehnung fester Körper Belastungen, Anwendungen ........................................................ Ausdehnung von Flüssigkeiten ...... ............................................. 21 21 24 24 25 26 3.2 Statik der Flüssigkeiten und Gase...................................................................... Druck in Flüssigkeiten .......... 27 27 Inhaltsverzeichnis VII Druck in Gasen Auftrieb .................................................................................................. Oberflächenspannung............................................................................. 3.3 Dynamik der Flüssigkeiten und Gase ................................................................. Reibungsfreie Strömungen....................... ............................................ Innere Reibung Turbulente Strömung ............................................................................. 27 28 29 30 30 31 34 Gravitation 36 36 37 37 38 38 9 4 .............................................,....................... 4.1 Klassische Gravitatio Gravitationsgesetz.................................................................................. Potentielle Energie ......................................,...................... ....... ............. 5 ................... Thermodynamik 5.0 Formelsammlung........................................................................................ 40 40 5.1 Zustandsgleichungen von Gasen ................................................................ 45 45 45 47 48 49 51 51 52 53 ...................................................... Molare Größen ............................................................................... Zustandsgleichung realer Gase ........................................................... ... ................... 5.2 Kinetische Gastheorie Gasdruck ...................................................... Thermische Energie ................................................ .............................. . Geschwindigkeitsverteilung. 5.3 Hauptsätze der Thermodynamik ...... 5.4 6 ................... ...........,....... Entropie .................................................................................................. Thermische Maschinen......................................................... Wärmekraftmaschinen........................................................................... .............................. Arbeitskraftmaschinen 54 54 55 58 59 62 62 63 .............................. 5.5 Wärmetransport......... Wärmeleitung...................................................................... Wärmeübergang..................................................................................... 65 65 66 67 Schwingungenund Wellen ............................................ 6 Formelsammlung................................................................................................ 6.1 Schwingungen ................................................................................. 69 69 71 Inhaltsverzeichnis VIII 6.2 Wellen Freie ungedämpfte Schwingungen ... .................... Freie gedämpfte Schwingungen ................. Erzwungene Schwingungen .................................................................. Überlagerung von Schwingungen ......................................................... 71 77 79 79 ......................................................................................... 80 80 82 82 82 Wellengleichung...... ........ Ausbreitungsgeschwindigkeit................................................................ Überlagerung von Wellen....... Doppler-Effekt........................................................ Akustik .................................................................................................. 7.0 Formelsammlung ............................................................................................... 85 85 86 86 87 89 89 91 Elektromagnetismus....... 8.0 Formelsammlung ..................................................... ................... 92 92 8.1 Elektrisches Feld ................................................................. Elektrische Feldstärke ........................................................................... Potential. Spannung. Kapazität .................................................................. 96 96 97 97 8.2 Magnetisches Feld ............... Magnetische Feldstärke ......................................................................... Kräfte im Magnetfeld .. .......................................... 98 98 99 100 8.3 Elektromagnetische W ...................................................... .................................................................... Selbstinduktion, Induktivität ................................................................. 101 101 103 8.4 Elektrischer Strom ............................................................................................. Ohmscher Widerstand .......................................... Gleichstromkreise....... Elektrische Energie. Leistung................................................................ Wechselstromkreise............................................................................... 103 103 104 105 106 Optik .................. 9.0 F 9.1 Geometrische Optik ............................................................. Reflexion und Brechung ........................................................................ Hohlspiegel....... .............................. 107 107 110 110 112 Inhaltsverzeichnis IX Linsen ..................................................................................................... Auge ....................................................................................................... Fotoapparat Projektor ................................................................................................. Fernrohr .................................................................................................. Polarisation von Licht ............................................................................ Eigenschaften der Kohärenz .................................................................. Erscheinungen der Interferenz .. ........................ Beugung von Licht ................................................................. Prinzipien des Lasers ............................................................................. Lasertypen ... .............................................................................. Nichtlineare Optik ................................... 113 116 117 119 120 121 123 123 123 124 125 127 127 131 133 9.4 Fotometrie ........................................... 10 Atome und Moleküle ....................................................................... 10.0 Formelsammlung................................. 10.1 Bestandteile der Atome ...................................................................................... Schematischer Aufbau der Atome ......................................................... Lichtwellen und Photonen ...................................................... Materiewellen und -strahlen................................................................... 10.2 Aufbau der Atome .............................................................................................. Wasserstoffatom ....................... Elektronenhülle und Quantenzahlen ....................... Deutung des Periodensystems................................................................ 10.3 Licht. Röntgenstrahlung und Spinresonanz........................................................ Emission und Absorption von Licht ... .............................................. Röntgenstrahlung ............................................ Spinresonanz.......................................................................................... ...................................... ...................................... 11.1 Struktur der Festkörper....................................................................................... Bindung in Kristallen ............................... ...... Kristallstrukturen ................................................................................... 11.2 Elektronen in Festkörpern .................................................................................. Energiebänder ........................................................................................ Metallische Leitung . Halbleiter................................................................................................ + 139 139 140 143 144 144 146 146 147 147 147 149 150 150 151 151 151 153 153 153 154 Inhaltsverzeichnis X 12 Atomkerne ................................................................................................................ 12.0 Formelsammlung 12.1 Struktur der Atomkerne ..................................................................................... Kernteilchen . Bindungsenergie.................................................................................... 156 12.2 Radioaktive Kernumwandlungen . a., ß und yStrahlung Radioaktives Zerfallsgesetz................................................................... Kernreaktionen ...................................................................................... 159 159 160 162 162 162 163 164 12.3 Kernspaltung und Kernfusion............................................................................ ........................ Kernfusion ............................................................................................. 12.4 Strahlenschutz 13 156 158 158 158 Relativitätstheorie .......................................................................................... 13.0 Formelsammlung ............................................................................................... 166 13.1 Spezielle Relativitätstheorie .............................................................................. 167 166
