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Übersicht
Kräfte  Energien
Bewegung
Physik: Beschreibung der unbelebten Natur
Mathematische Formulierung der Gesetzmäßigkeiten (Theorie)
Überprüfung der theoretischen Vorhersagen durch Experimente
 Überprüfe bei allen berechneten Größen, ob sie die richtige Dimension haben.
Basisgrößen
Basiseinheit
Länge
Zeit
Masse
Temperatur
Elektrische Stromstärke
Lichtstärke
Stoffmenge
Meter (m)
Sekunden (s)
Kilogramm (kg)
Kelvin (K)
Ampere (A)
Candela (cd)
Mol (mol)
Kräfte  Energien
Kapitel 3: Klassische Mechanik
Kinematik
Bewegung
Kinematik:
Lehre von der Bewegung im Raum
ohne Einwirken von äußeren Kräften
(mit Kräften: Dynamik)
d.h. wie komme ich von A nach B?
2
Kapitel 3: Klassische Mechanik
Wiederholung: Vektoren
Kräfte  Energien
Bewegung
Kartesisches Koordinatensystem
Einheitsvektoren
Vektoren allgemein:
A: (x1, y1, z1)
B: (x2, y2, z2)
3
Kapitel 3: Klassische Mechanik
Kinematik
Geschwindigkeit ist
mittlere Geschwindigkeit
ortsabhängig
2
1
0
0
1
2
3
t
Kapitel 3: Klassische Mechanik
Kinematik
Geschwindigkeit ist
Momentangeschwindigkeit
ortsabhängig
2
1
.
0
0
1
2
3
t
Kapitel 3: Klassische Mechanik
Kinematik
Geschwindigkeit ist
Momentangeschwindigkeit
ortsabhängig
Tangente am
Punkt
2
1
0
0
1
2
.
3
t
Kapitel 3: Klassische Mechanik
Kinematik
mittlere Geschwindigkeit
Momentangeschwindigkeit
im Zeitinterval [t1,t2]
zum Zeitpunkt t1:
.
Oft läßt man in Rechungen die Vektoren weg
.
Kapitel 3: Klassische Mechanik
Kinematik
Geschwindigkeit in 3-Dimensionen
Momentangeschwindigkeit
Zeit
8
Kapitel 3: Klassische Mechanik
Kinematik
Luftkissenbahn: geradlinige gleichförmige Bewegung
0
0
s0
s0
s1
s
s1
1. Newtonsches Axiom:
Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der
gleichförmigen geradlinigen Bewegung, solange keine Kraft
auf ihn einwirkt.
9
Kapitel 3: Klassische Mechanik
Kinematik, gleichförmige Bewegung (1. Newtonsches Axiom)
0 s0
s1
v1 > 0
0 s0
s1
s
s: Strecke
v1: Geschwindigkeit
s0: Ort zum Zeitpunkt t0
in der Regel: Beginn der Zeitmessung
s1: Ort zum Zeitpunkt t1
s
s1
in der Regel: Ende der Zeitmessung
s1 = s0 + v1t
s0
0
t1
v
0
v1 = const. > 0
0
t1
v1 = v0, da v1 = const!
Kapitel 3: Klassische Mechanik
Freier Fall
Magnet
Stahlkugel
s0 = 0, v0 = 0
Erdanziehung bewirkt,
dass die Kugel fällt
g = 9.81 m/s2
g: Erdbeschleunigung
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Kapitel 3: Klassische Mechanik
Freier Fall
Magnet
Stahlkugel
s0 = 0, v0 = 0
g = 9.81 m/s2
g: Erdbeschleunigung
Fallzeit für die Strecke h:
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Kapitel 3: Klassische Mechanik
Freier Fall
s0 = 0 v0 = 0
Fallzeit für die Strecke s:
Magnet
Stahlkugel
Zeit (ms)
400
300
200
100
0
0
20
40
60
80
100
Strecke (cm)
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Kapitel 3: Klassische Mechanik
Freier Fall
Magnet
Stahlkugel s0 = 0, v0 = 0
Zeit (ms)
400
300
200
100
0
0
20
40
60
80
100
Strecke (cm)
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