Inhalte Physik I - Mechanik (4 st.)

(ben?tigte Mathematik: Ableitungen, Differentiationsregeln, Integrale, Vektoren und Skalare, Einheitsvektoren, Skalar- und Kreuzprodukt)

1. Ort und Bahn eines Massenpunktes
2. Geschwindigkeit
3. Beschleunigung
   1. Gleichf?rmig beschleunigte geradlinige Bewegung
   2. Kreisbewegung
   3. Die allgemeine krummlinige Bewegung*

1. Kr?fte
2. Erstes Newton'sche Axiom (Tr?gheitsprinzip)
3. Kraft, Masse und das zweite Newton'sche Axiom
4. Das 3. Newton'sche Gesetz
5. Reibung
6. Das Gravitationsgesetz
   1. Die Gravitationskonstante – Cavendish-Experiment*
   2. Das Fallgesetz
   3. ?quivalenzprinzip
7. Die Kepler'schen Gesetze

1. Die Erhaltung der Summe von kinetischer und potenzieller Energie
2. Konservative Kraft
3. Zwei Beispiele*
   1. Fadenpendel
   2. Feder
4. Potenzielle Energie im Schwerefeld
5. Gravitationsfeld einer Kugelschale und einer Vollkugel, ?quipotenzialfl?chen* (Math: Gradient)
6. Impulserhaltung und Sto?prozesse (Math: Summenzeichen)
7. Sto?prozesse (elastisch, inelastisch, 1D, 3D)
8. Gesamtimpuls eines Systems mit ?u?eren Kr?ften
   1. Massemittelpunkt
   2. Bewegung des Massenmittelpunktes
   3. Der Massenmittelpunkt als Bezugssystem

1. Drehimpulserhaltung für einen Massenpunkt
   1. Drehmoment und Drehimpuls
   2. Die Erhaltung des Drehimpulses beim Wirken einer Zentralkraft
2. Drehimpulserhaltung in einem System von Massenpunkten
   1. Bewegung des Massenschwerpunktes
   2. Drehimpulserhaltung in einem System von Massenpunkten
3. Der Drehimpuls starrer K?rper
   1. Drehimpuls einer rotierenden Platte*
   2. Drehimpuls eines rotationssymmetrischen K?rpers*
   3. Berechnung des Tr?gheitsmoments (Math: Volumenintegrale)
   4. Steiner'scher Satz
   5. Drehimpuls eines beliebig geformten K?rpers*
      (ph?nomenologisch: Math: Tensoren, Dyade)
4. Die Energie eines starren Rotators
5. Der symmetrische Kreisel
   1. Kr?ftefreier Kreisel
   2. Der Kreisel unter dem Einfluss eines Drehmoments
6. Die kleinste Einheit des Drehimpulses in der Natur*
7. Scheinkr?fte in rotierenden Bezugssystemen

(Math: lineare Dgl. 2. Ordnung, Euler'sche Formel. Komplexe L?sung von Dgl.)

1. Freie unged?mpfte Schwingungen
2. Freie ged?mpfte Schwingungen
3. Erzwungene Schwingungen
4. Gekoppelte Oszillatoren
5. Parametrisch verst?rkte Schwingungen*

(Math: Taylor-Entwicklung, nichtlineare Dgln., numerische L?sung nichtlinearer Dgln. mit Maple)

1. Nichtlineare Oszillatoren
2. Potenzielle Energie: Harmonische und nichtlineare Oszillatoren
   1. Potenzielle Energie des Fadenpendels*
   2. Der Magnetoszillator*
   3. Potenzielle Energie eines Duffing - Oszillators*
3. Resonanzkurve nichtlinearer Oszillatoren
4. Der Phasenraum
5. Chaotische Dynamik
6. Logistische Abbildung und Feigenbaum - Diagramm

(Math: partielle Dgln., Wellengleichung)

1. Beispiel Seilwellen
   1. Ausbreitung einer St?rung
   2. Die Wellengleichung
   3. Reflexion von Seilwellen
   4. Sinusf?rmige harmonische Wellen
   5. Reflexion harmonischer Wellen: Stehende Wellen und Schwingungen
   6. Eigenfrequenzen einer schwingenden Saite
2. Schallwellen
   1. Longitudinale Schallwellen in Gasen und Flüssigkeiten
   2. Stehende Schallwellen
   3. Kugelwellen
   4. Der akustische Dopplereffekt
3. Fourieranalyse, Dispersion und Wellenpakete (Math: Fourierentwicklung)
   1. Fourieranalyse
   2. Phasen- und Gruppengeschwindigkeit
   3. Dispersion und Wellenpakete

1. Hydrostatische Kr?fte
   1. Auftriebskraft*
   2. Oberfl?chenspannung
   3. Benetzung fester Oberfl?chen
2. Kr?fte in str?menden Flüssigkeiten
   1. Tr?gheitskr?fte in station?ren Str?mungen
   2. Viskosit?t und Reibungskr?fte
   3. Str?mung bei gro?en Geschwindigkeiten
   4. Vom Fliegen

X) Elastizit?tsmodul, Schermodul*