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Übungsbuch Physik für Dummies, 2nd Edition

Übungsbuch Physik für Dummies, 2nd Edition

Steven Holzner, Regine Freudenstein (Translator)

ISBN: 978-3-527-70959-5

Mar 2013

388 pages

Select type: Paperback

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Über die Autoren 7

Danksagung 7

Einleitung 17

Über dieses Buch 17

Konventionen in diesem Buch 17

Falsche Voraussetzungen 17

Wie dieses Buch aufgebaut ist 18

Teil I: Physik anwenden 18

Teil II: Mit voller Kraft 18

Teil III: Voller Energie an die Arbeit 18

Teil IV: Den Gesetzen der Thermodynamik gehorchen 18

Teil V: Zack! Elektrizität und Magnetismus 19

Teil VI: Der Top-Ten-Teil 19

Die Symbole in diesem Buch 19

Los geht’s 19

Teil I 21 Physik anwenden

Kapitel 1 Einstieg in die Physik 23

Das Weltall vermessen 23

Vereinfachung durch wissenschaftliche Schreibweise 26

Umrechnung von Einheiten 28

Umrechnung von Entfernungen 31

Umrechnung der Zeit 33

Beschränkung auf signifikante Stellen 35

Auffrischung einiger Algebra-Kenntnisse 37

Auffrischung der Trigonometrie-Kenntnisse 39

Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 41

Kapitel 2 Die großen Drei: Beschleunigung, Weg und Zeit 45

Von Punkt A zu Punkt B: Wege 45

Das Tachometer lesen 47

Das Gaspedal durchdrücken: Beschleunigung 49

Die Verbindung von Beschleunigung, Zeit und Weg 52

Die Verbindung von Geschwindigkeit, Beschleunigung und Weg 55

Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 57

Kapitel 3 Vektoren: Die Richtung muss stimmen 63

Darstellung von Vektoren 63

Die Komponenten der Vektoren 66

Komponenten von Vektoren bestimmen 68

Bestimmung der Länge und Richtung von Vektoren 71

Das Addieren von Vektoren 73

Bewegung als Vektor 77

Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 79

Teil II Mit voller Kraft 85

Kapitel 4 Kraft anwenden 87

Das erste newtonsche Gesetz 87

Das zweite newtonsche Gesetz 88

Kraft ist ein Vektor 91

Berechnung von Gesamtkraft und Beschleunigung 94

Gewicht und Masse unterscheiden 97

Das dritte newtonsche Gesetz 100

Antworten zu den Aufgaben in diesem Kapitel 101

Kapitel 5 Mit schiefen Ebenen arbeiten 109

Die schiefe Ebene in Vektoren zerlegen 109

Beschleunigung und schiefe Ebenen 113

Die Rampe herunterrutschen: Geschwindigkeit 114

Macht viel Mühe: Der Reibungskoeffizient 116

Bei Null beginnen: Haftreibung 117

Immer in Bewegung: Gleitreibung 118

Haftreibung entlang einer Rampe 119

Gleitreibung entlang einer Rampe 121

Beschleunigung entlang der Rampe unter Berücksichtigung der Reibung 123

Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 126

Kapitel 6 Immer Rundherum: Kreisbewegung 133

Winkel umrechnen 133

Umlaufzeit und Frequenz 135

Verwandlung in Winkelgeschwindigkeit 137

Mit Winkelbeschleunigung flitzen 140

Die Verknüpfung von Winkelgeschwindigkeit

und Winkelbeschleunigung mit dem Winkel 142

Die Verknüpfung von Winkelbeschleunigung und Winkel

mit der Winkelgeschwindigkeit 144

Mit der Zentripetal-Beschleunigung rechnen 145

Kraftvoll werden: Die Zentripetal-Kraft 147

Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 149

Teil III Voller Energie an die Arbeit 155

Kapitel 7 Arbeit, nichts als Arbeit 157

Eine andere Art der Arbeit 157

Mit der Gesamtkraft rechnen 160

Dynamisch werden: Die kinetische Energie 162

Durch Arbeit kinetische Energie gewinnen 165

Energie speichern: Die potentielle Energie 167

Höchstleistungen 169

Lösungen der Aufgaben in diesemKapitel 172

Kapitel 8 Bewegende Anstöße: Der Impuls und die kinetische Energie 181

Kräftig gestoßen 181

Einen Impuls bekommen 183

Verknüpfung von Kraftstoß und Impuls 185

Impulserhaltung 187

Erhaltung der kinetischen Energie – oder nicht 189

Zweidimensionale Stöße 191

Lösungen der Aufgaben in diesemKapitel 194

Kapitel 9 Ziemlich verdreht: Rotationsbewegungen 203

Berechnung der Tangentialgeschwindigkeit 203

Bestimmung der Tangentialbeschleunigung 206

Winkelgeschwindigkeit als Vektor 207

Winkelbeschleunigung als Vektor 209

Völlig verdreht: Das Drehmoment 210

Rotationsgleichgewicht 213

Lösungen der Aufgaben in diesemKapitel 216

Kapitel 10 Schwindelfrei durch Drehbewegungen 221

Newton dreht durch 221

Verschiedene Trägheitsmomente 224

Rotationsarbeit verrichten 226

Immer Rundherum: Rotationsenergie 228

Noch einmal mit Rampen rechnen 230

Nicht aufzuhalten: Der Drehimpuls 233

Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 235

Kapitel 11 Potentielle und kinetische Energie Hand in Hand: Die einfache harmonische Bewegung 243

Das hooksche Gesetz 243

Einfach: Die einfache harmonische Bewegung 245

Periodisch schwingen 248

Überlegungen zur Geschwindigkeit 250

Berechnung der Beschleunigung 252

Auf Federn herumhüpfen 254

Die Energiefrage 256

Dem Ticktack des Pendels nachgehen 257

Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 259

Teil IV Es herrschen die Gesetze der Thermodynamik 265

Kapitel 12 Manche mögen’s heiß: Thermodynamik 267

Zwischen verschiedenen Temperaturskalen umrechnen 267

Größer werden: Die lineare Ausdehnung 270

Die Volumenausdehnung 272

Wärmekapazität 274

Phasenübergang: Die latente Wärme 277

Lösungen der Aufgaben in diesemKapitel 280

Kapitel 13 Unter Druck: Vom Festkörper zur Flüssigkeit zum Gas 287

So breitet sich Wärme aus: Konvektion 287

So breitet sich Wärme aus: Wärmeleitung 289

So breitet sich Wärme aus: Strahlung 292

Eine große Nummer: Die Avogadro-Zahl 294

Ideal ausgedrückt: Das ideale Gasgesetz 296

Moleküle in Bewegung 298

Lösungen der Aufgaben in diesemKapitel 299

Kapitel 14 Alles über Wärme und Arbeit 307

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik 307

Konstanter Druck: Isobare Prozesse 308

Konstantes Volumen: Isochore Prozesse 311

Konstante Temperatur: Isotherme Prozesse 312

Bei konstanter Wärme: Adiabatische Prozesse 314

Wärmebewegung: Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 317

Wärme arbeiten lassen: Wärmemaschinen 318

Maximaler Wirkungsgrad: Die carnotsche Wärmemaschine 321

Der dritte Hauptsatz der Thermodynamik 322

Lösungen der Aufgaben in diesemKapitel 322

Teil V Elektrizität und Magnetismus 329

Kapitel 15 Statische Elektrizität: Ruhende Elektronen 331

Elektrische Ladungen betrachten 331

Kraftvoll durch Ladung 332

Elektrische Kräfte als Vektoren 335

Kraft in der Entfernung: Elektrische Felder 336

Ein einfaches elektrisches Feld: Der Parallel-Platten-Kondensator 338

Jetzt kommt Spannung auf 341

Das elektrische Potential von Punktladungen 343

Lösungen der Aufgaben in diesemKapitel 345

Kapitel 16 Strömende Elektronen: Schaltkreise 353

Elektronen im Kreisverkehr: Strom 353

Widerstand zeigen: Das ohmsche Gesetz 355

Leistung bringen 357

Einer nach dem Anderen: Reihen-Schaltungen 358

Alle für Einen: Parallel-Schaltungen 360

Die ganze Geschichte: Die kirchhoffschen Regeln 363

Lösungen der Aufgaben in diesemKapitel 365

Teil VI Der Top-Ten-Teil 375

Kapitel 17 Warnung vor zehn häufigen Fehlern beim Lösen von Physikaufgaben 377

Vermischung von Einheiten 377

Angabe von Lösungen in falschen Einheiten 377

Verwechslung von Radiant und Grad 377

Verwechslung von Sinus und Kosinus 377

Vektoren müssen als Vektoren behandelt werden 378

Vernachlässigung der latenten Wärme 378

Falsche Bestimmung von Brechungswinkeln 378

Benutzung falscher Vorzeichen bei den kirchhoffschen Regeln 378

Falsche Addition von Widerständen 379

Verwendung falscher Strahlen in Strahlengängen 379

Kapitel 18 Zehn wirklich gute Physik-Webseiten und Online Lernprogramme 381

Multimediaphysik 381

LEIFI-Physik 381

Pittys Physikseite 381

Physikseite von Ulf Konrad 381

PhyNet 382

Java-Applets zur Physik 382

Formelsammlung.de 382

IPIN 382

PhysicsNet 382

HyperPhysics 382

Stichwortverzeichnis 383