Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik Zur Struktur der Translationsmechanik Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik Himmel und Erde www.rt-go.de/ de.wikipedia.org Karlsruher Didaktik-Workshop Werner Maurer Gerthsen, Kneser, Vogel: Physik Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik 16. Auflage, Springer 1989 Mechanik der Massenpunkte 1.1 Messen und Masseinheiten (1.1.1 – 1.1.7) 1.2 Kinematik (1.2.1 – 1.2.3) 1.3 Dynamik 1.3.1 Trägheit 1.3.2 Kraft und Masse 1.3.3 Masseinheiten 1.3.4 Die Newtonschen Axiome 1.4 Einfache Bewegungen 1.4.1 Die gleichmässig beschleunigte Bewegung 1.4.2 Die gleichförmige Kreisbewegung 1.4.3 Die harmonische Schwingung 1.5 Arbeit, Energie, Impuls, Leistung 1.5.1 Arbeit 1.5.2 kinetische Energie 1.5.3 Impuls 1.5.4 Kraftfelder 1.5.5 Potentielle Energie 1.5.6 Der Energiesatz 1.5.7 Leistung 1.5.8 Zentralkräfte 1.5.9 Anwendungen des Energie- und Impulsbegriffes 1.6 Reibung; 1.7 Gravitation; 1.8 Trägheitskräfte; Aufgaben Karlsruher Didaktik-Workshop Seiten 3-9 Seiten 9-11 Seiten 11-13 Seiten 13 -17 Seiten 17 – 34 Seiten 34 - 64 Werner Maurer Impulsänderung: pTreibstoff dp 0 Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik Rakete Kapazitivgesetz: Sprache und Massenerhaltung: Gerthsen: Karlsruher Didaktik-Workshop (v w)mTreibstoff d(mv) 0 Begriffe mTreibstoff dm 0 w dm v dm dm v m dv 0 wdm mdv 0 Werner Maurer Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik Rangierstoss v10 15 t 80 t 15 t gebremst: 160 kN Karlsruher Didaktik-Workshop Werner Maurer Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik Drei Bilder x v10 15 t 80 t 15 t z FN1 FR1 v1 FR1 FG1 FR1 FN2v FN2h FP v2 FN1 FG2 Karlsruher Didaktik-Workshop FR3 v3 FP Erde 15 t 15 t 80 t Werner Maurer Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik Energieebene kinetische Energie: v m Wkin p v 2 2 2 Prozessleistung: P vIp Energiestromstärke: IW vIp Leistung einer Kraft: P F v F FN1 FR1 v1 FR1 FG1 FR1 FN2v FN2h FP v2 FN1 FG2 Karlsruher Didaktik-Workshop FR3 v3 FP Erde 15 t 15 t 80 t Werner Maurer Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik Gesetze Impulsbilanz: F p i i FN1 Kapazitivgesetz: p mvMMP Kinematik: vMMP sMMP Trockenreibung: FR FNsgn(v) Reibfeder: if x 0 then FR D D sgn v x FR1 else 0 FG1 FR1 FN2v FN2h FP FN1 FG2 Karlsruher Didaktik-Workshop Werner Maurer Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik Gravitation und Trägheit FN1 x FR1 FG1 FR1 FN2v FN2h z FP FN1 FG2 Impulsbilanz: F F i G p i Grundgesetz: F mg ms i MMP i Karlsruher Didaktik-Workshop Werner Maurer Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik SD- Modell FR1 = m1*muL*g*tanh(1000*Delta_v12) FR3 = muW2*m3*g*tanh(1000*v3) FP = if Delta_x23>0 then (D+DD*tanh(1000*Delta_v23))*(Delta_x23+Dx230) else 0 Karlsruher Didaktik-Workshop Werner Maurer Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik FR1 v1 Geschwindigkeit und Impulsströmev2 FP FR3 v3 Erde 15 t Karlsruher Didaktik-Workshop 15 t 80 t Werner Maurer Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik FR1 v1 Leistung FP v2 FR3 v3 Erde 15 t Karlsruher Didaktik-Workshop 15 t 80 t Werner Maurer Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik Puffer Karlsruher Didaktik-Workshop Werner Maurer Zentrum für Angewandte Mathematik und Physik Vom Himmel hoch, da komm ich her Schulphysik (DPG-Physik): isolierter Körper, eine Volumenkraft freier Fall, Planeten auf Kreisbahn Actio gleich Reactio? Impulserhaltung? Umwandlung von Energie reine Kinematik Schwerelosigkeit Karlsruher Didaktik-Workshop Werner Maurer