Wiley.com
Print this page Share
E-book

Physik kompakt für Dummies

ISBN: 978-3-527-68484-7
219 pages
June 2014
Physik kompakt für Dummies (3527684840) cover image

Table of Contents

Inhaltsverzeichnis

Einführung 17

Über dieses Buch 17

Konventionen in diesem Buch 17

Törichte Annahmen über den Leser 18

Wie dieses Buch aufgebaut ist 18

Teil I: Die Grundlagen 18

Teil II: Mögen die Kräfte der Physik mit Ihnen sein 18

Teil III: Energie und Arbeit 18

Teil IV: Alles über Wärme 18

Teil V: Elektrischer Strom und Magneten 19

Teil VI: Der Top-Ten-Teil 19

Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 19

Wie es weitergeht 19

Teil I

Die Grundlagen 21

Kapitel 1

Mit Physik die Welt verstehen 23

Womit sich die Physik beschäftigt 23

Mit Bewegung fängt es an 24

Überall ist Energie 25

Warm und gemütlich 26

Vom Blitzschlag zum Laserstrahl 26

Kapitel 2

Die Grundlagen verstehen 27

Nicht erschrecken, es ist nur Physik 27

Messen und Voraussagen 28

Behalten Sie die Einheiten im Auge 29

Von Meter zu Ellen und zurück: Einheiten umrechnen 30

Nieder mit den Nullen: Die wissenschaftliche Schreibweise 32

Etwas einfache Algebra 32

... und noch ein bisschen Trigonometrie 33

Kapitel 3

Geschwindigkeit ist keine Hexerei 35

Strecken und Entfernungen 35

Achsen gliedern die Welt 36

Von der Strecke zur Geschwindigkeit 38

Was ist eigentlich Geschwindigkeit? 38

Ein Blick auf den Tacho: Die Momentangeschwindigkeit 39

Gleichmäßig voran: konstante Geschwindigkeit 39

Stop and Go: wechselnde Geschwindigkeit 39

Mittelmaß: Durchschnittsgeschwindigkeit 40

Schneller oder langsamer: Beschleunigung 40

Die Definition der Beschleunigung 40

Die Einheit der Beschleunigung 41

Die Beziehung zwischen Beschleunigung, Zeit und Strecke 43

Eine nahe liegende Beziehung 43

Die Beziehung zwischen Geschwindigkeit, Beschleunigung und Strecke 44

Kapitel 4

Richtungsweisend: Wo geht’s lang? 47

Vektoren verstehen 47

Orientierungshilfe: Das Prinzip von Vektoren 48

Von A nach B: Vektoren addieren 49

Strecken sind auch Vektoren 50

Noch ein Vektor: Geschwindigkeit 51

Im Bann der Schwerkraft: Der freie Fall 52

Teil II

Mögen die Kräfte der Physik mit Ihnen sein 55

Kapitel 5

Ziehen und Schieben: Kräfte 57

Kräfte walten überall 57

Bühne frei für das erste Newtonsche Gesetz 58

In Schwung kommen: Masse und Trägheit 58

Darf ich vorstellen: Das zweite Newtonsche Gesetz 59

Krafteinheit 60

Resultierende Kräfte 60

Das große Finale: Das dritte Newtonsche Gesetz 62

Reibung und das dritte Newtonsche Gesetz 63

Kapitel 6

Auf der schiefen Bahn: Schiefe Ebenen und Reibung 65

Lassen Sie sich nicht runterziehen: Gravitation 65

Es geht aufwärts: Die schiefe Ebene 66

Winkelzüge 67

Reibereien 68

Reibung und Normalkraft 69

Der Reibungskoeffizient 69

Haften und Gleiten 70

Schwerkraft und Flugbahnen 72

Hoch hinaus: Die Maximalhöhe 72

Luftikus: Flugzeit 73

Hin und zurück: Die gesamte Flugdauer 73

Kapitel 7

Ringelreihen und Kettenkarussell: Kreisbewegungen 75

Immer rundherum: Gleichförmige Kreisbewegung 75

Richtungsänderung: Die Zentripetalbeschleunigung 76

Unter dem Einfluss der Zentripetalbeschleunigung 77

Der Betrag der Zentripetalbeschleunigung 78

Wie am Schnürchen: Zentripetalkraft 78

Der Apfel fällt nicht weit vom Stamm: Das Newtonsche Gravitationsgesetz 79

Gravitation an der Erdoberfläche: Die Erdbeschleunigung 80

Kreisbahnen und das Gravitationsgesetz 81

Teil III

Energie und Arbeit 85

Kapitel 8

Physik in Aktion 87

Es ist nicht so, wie Sie denken ... 87

Arbeit messen 87

Gewichte stemmen 88

Zug um Zug 89

Mit Schwung voran: Kinetische Energie 90

Eine Formel für die kinetische Energie 91

Kinetische Energie in der Praxis 92

Energievorrat: Potentielle Energie 93

Der Kampf gegen die Schwerkraft 94

Bäumchen wechsel dich! Die Umwandlung von kinetischer

in potentielle Energie 94

Vorwärts, rückwärts, rundherum: Energieerhaltung 95

Wie im freien Fall 97

Hoch hinaus 97

Arbeite schneller, Leistung zählt! 98

Leistung messen 98

Kapitel 9

Schwungvoll: Impuls und Kraftstoß 101

Rempelei: Der Kraftstoß 101

Impulse geben 102

Der Zusammenhang zwischen Impuls und Kraftstoß 103

Noch einmal Poolbillard: Kraftstoß und Impuls 104

Kraftvoll durch den Regen 105

Impulserhaltung 106

Geschwindigkeit imGriff: Impulserhaltung in der Praxis 107

Kapitel 10

Hin und her, hin und her: Harmonische Bewegungen 109

Federkraft: Das Hookesche Gesetz 109

Immer schön nachfedern 110

Das Hookesche Gesetz und die Richtung der Kraft 110

Die einfache harmonische Bewegung 111

Senkrecht und waagerecht 111

Ein genauerer Blick auf die harmonische Bewegung 113

Die Kreisfrequenz einer Masse an einer Feder 116

Teil IV

Alles über Wärme 119

Kapitel 11

Einheizen mit Thermodynamik 121

Der Sprung ins heiße Wasser 121

Das Thermometer sagt Celsius 121

Das Thermometer sagt Kelvin 122

Es wird warm: Längenausdehnung 122

Mit dem (Wärme-)Strom schwimmen 123

Die Phase ändert sich, die Temperatur nicht 124

Phasenumwandlung: Das Eis ist gebrochen! 124

Kapitel 12

Wärme trifft Arbeit: Die Hauptsätze der Thermodynamik 127

Das thermische Gleichgewicht erreichen: Nullter Hauptsatz 127

Wärme und Arbeit erhalten: Der Erste Hauptsatz 128

Energieerhaltung mit Zahlen 128

Wärme fließen lassen: Der Zweite Hauptsatz 129

Arbeit aus Wärme mit Wärmekraftmaschinen 129

VomWirkungsgrad einer Dampfmaschine 130

Man kann nicht alles haben, sagt Carnot 131

Jetzt wird’s kalt: Der Dritte (und absolut letzte) Hauptsatz 132

Teil V

Wenn es noch etwas mehr sein soll:

Elektrizität bis Kernphysik 133

Kapitel 13

Die Luft mit Elektrostatik knistern lassen 135

Plus oder minus? Die Ladung von Elektron und Proton 135

Ziehen und schieben: Elektrische Kräfte 136

Das Coulombsche Gesetz 136

Bälle auf Distanz halten 137

Die Geschwindigkeit von Elektronen 137

Wirkung aus der Ferne: Elektrische Felder 138

Aus allen Richtungen: Felder von Punktladungen 140

Schön gleichmäßig geladen: Das elektrische Feld im Plattenkondensator 141

Dreh die Spannung hoch! Das elektrische Potential 143

Berechnung der elektrischen potentiellen Energie 143

Spannung ist Potential 144

Aufladen, was die Kapazität hergibt 145

Kapitel 14

Elektronen mit Stromkreisen schubsen 147

Der lange Marsch der Elektronen: Strom 147

Strom definieren 148

Widerstandsfähig: Das Ohmsche Gesetz 148

Der Strom durch einen Widerstand 148

Es wird was geleistet 149

Schön der Reihe nach: Reihenschaltungen 149

Alles auf einmal: Parallelschaltungen 150

Kapitel 15

Überaus anziehend: Magnetismus 153

Anziehen und abstoßen 153

Zwang auf bewegte Ladungen 155

Die Stärke magnetischer Kräfte 156

Jeder auf seiner Bahn: Geladene Teilchen imMagnetfeld 157

Magnetfelder arbeiten nicht … 157

…aber sie wirken trotzdem! 158

Das Magnetfeld eines Drahts 159

Kapitel 16

Ströme mit Spannung fließen lassen 163

Eine Spannung wird induziert 163

Spannende Bewegung imMagnetfeld 164

Induktionsspannung und Fläche 165

Faraday und der Fluss 166

Auf und ab: Wechselstromkreise 168

Wie die Wechselspannung aussieht 169

Kapitel 17

Erforschung der Wellen 171

Wellen: Transport von Energie 171

Auf und ab: Transversalwellen 172

Vorwärts und wieder zurück: Longitudinalwellen 172

Eigenschaften von Wellen: so arbeitet eine Welle 173

Bestandteile einer Welle 173

Mathematische Beschreibung einer Welle 175

Kapitel 18

Ein Lichtstrahl auf Linsen und Spiegeln 177

Alles über Spiegel – legeipS rebü sellA 177

Licht wird abgelenkt 178

Licht brechen mit Snellius 178

Gemessene und »gefühlte« Tiefe 179

Spieglein, Spieglein an der Wand 180

Mit Linsen sieht man besser 181

Sammellinsen wirken vergrößernd 181

Kapitel 19

Feine Details: die Struktur der Atome 185

Beschreibung der Atome: das Planeten-Modell 185

Die Rutherford-Streuung: die Entdeckung des Atomkerns durch die Streuung

von Alpha-Teilchen 186

Zusammenstürzende Atome: Infragestellung des Rutherford’schen

Planetenmodells 187

Antwort auf die Infragestellung: diskret werden mit Linienspektren 187

Überarbeitung des Planetenmodells des Wasserstoffatoms: das Bohr’sche Modell 190

Darstellung im Energieniveauschema 192

Kapitel 20

Kernphysik und Radioaktivität 193

Die Struktur des Atomkerns 193

Die Rolle der Chemie: Ordnungszahl und Massenzahl 194

Anzahl der Neutronen: Isotope eines Elementes 195

Von α bis γ: die verschiedenen Arten des radioaktiven Zerfalls 196

Freisetzung von Helium: der Alpha-Zerfall 197

Gewinnung von Protonen: der Beta-Zerfall 198

Emission von Photonen: der Gamma-Zerfall 199

Griff zumGeiger-Zähler: die Halbwertszeit und radioaktiver Zerfall 200

Die Halbwertszeit 201

Teil VI

Der Top-Ten-Teil 203

Kapitel 21

Alles ist relativ(istisch) 205

Die Natur behandelt alle gleich 205

Licht ist immer gleich schnell 206

Bei hoher Geschwindigkeit dehnt sich die Zeit 206

Raumfahrer altern langsamer 207

Bei hoher Geschwindigkeit schrumpft die Länge 207

Materie ist gleich Energie 208

Materie plus Antimaterie gleich ... bumm 208

Die Sonne verliert an Masse 209

Es geht nicht schneller als das Licht 209

Und Newton hat trotzdem Recht! 210

Glossar 211

Stichwortverzeichnis 215

See More
Back to Top