Um die Grundlagen der Physik zu verstehen, müssen Sie nicht unbedingt dicke Wälzer lesen, es kann auch schnell und kompakt gehen. In diesem Buch erklärt Ihnen Wilhelm Kulisch, was Sie über Mechanik, Thermodynamik, Elektromagnetismus, Schwingungen und Wellen wissen sollten. Mit den zahlreichen Übungsaufgaben samt Lösungen in diesem Buch können Sie Ihr Wissen dann auch noch festigen und überprüfen.

Autorentext
Wilhelm Kulisch lehrt seit über zehn Jahren Physik an der Universität Kassel. Neben der Technischen Mechanik unterrichtete er lange Zeit auch Nebenfachstudenten in Experimentalphysik.

Inhalt

Inhalt Einleitung 25

Teil I: Grundlagen

1 Einführung in die Physik 31

Was ist Physik? 31

Physik: Experiment und Theorie 33

Wenn eine exakte Lösung nicht möglich ist, muss man sich ihr annähern 35

Größen und ihre Einheiten 36

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 40

Teil II: Mechanik

2 Stillstand verboten: Bewegungen 41

Sie machen Geschwindigkeit aus: Meter und Sekunden 42

Geschwindigkeit ist keine Hexerei 44

Das Gaspedal durchdrücken: Die Beschleunigung 46

Zusammengesetzte Bewegungen 48

Runde um Runde: Kreisbewegungen 50

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 55

3 Sie bestimmen das Geschehen: Kräfte 57

Das Konzept des Massenpunkts 57

Der Begriff Kraft 58

Die Grundlage der Mechanik: Die Newtonschen Gesetze 59

Sie zieht nach unten: Die Gravitation 62

Träge und schwer zugleich: Die Masse 64

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 68

4 Arbeit und Energie 69

Physikalische Arbeit ist Kraft mal Weg 69

Sie geht nicht verloren: Die Energie 72

Unscheinbar, aber wichtig: Der Impuls 76

Die Zeit ist entscheidend: Die Leistung 79

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 80

5 Rotationsbewegungen 81

Größen zur Beschreibung von Rotationsbewegungen 81

Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung bei Rotationsbewegungen 83

Auf den Abstand zur Drehachse kommt es an: Das Drehmoment 83

Wie ist die Masse verteilt? Das Trägheitsmoment 85

Vergleich der Beschreibung von Translations- und Rotationsbewegungen 88

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 92

Teil III: Thermodynamik

6 Körper aus kleinen Flitzern: Gase 95

Beschreibung von Gasen 95

Das ideale Gasgesetz 97

Energetische Betrachtungen 104

Nicht alle Teilchen sind gleich schnell: Die Maxwell-Verteilung 106

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 109

7 Heiß und kalt: Wärmephänomene 111

Ein Maß für die Wärme: Die Temperatur 111

Mit der Temperatur wachsen: Die Wärmeausdehnung 116

Jeder Körper kann Wärme speichern: Die Wärmekapazität 118

Wärme kann auch übertragen werden: Der Wärmetransport 123

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 127

8 Die Hauptsätze der Thermodynamik 129

Sie fassen die Thermodynamik zusammen: Die vier Hauptsätze 129

Thermodynamische Prozesse 132

Eine etwas suspekte Größe: Die Entropie 139

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 141

Teil IV: Elektromagnetismus

9 Ladungen und Felder 143

Anziehend oder abstoßend: Ladungen 143

Wissenswertes über Ladungen 144

Erzeugung bzw. Trennung von Ladungen 146

Die Kraft zwischen zwei Ladungen: Die Coulombkraft 148

Eine zunächst abstrakte, aber ziemlich wichtige Größe: Das elektrische Feld 149

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 154

10 Weitere Größen der Elektrostatik: Arbeit, Energie und Spannung 155

Ein elektrisches Feld ist voller Energie: Elektrische Energie 155

Elektrische Verschiebearbeit 157

Eine zunächst abstrakte Größe: Das elektrische Potential 158

Eine wohlbekannte Größe: Die Spannung 159

Sie dienen der Speicherung von Ladung: Kondensatoren 161

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 167

11 Elektrizität und Magnetismus hängen eng zusammen: Der Elektromagnetismus 169

Magnetismus pur:Permanentmagnete 169

Elektrische Ströme erzeugen Magnetfelder 171

Mathematische Beschreibung von Magnetfeldern 174

Alle Materialien sind magnetisch 179

Sich ändernde Magnetfelder erzeugen Spannungen: Die Induktion 184

Selbstinduktion 187

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 193

12 Gleich- und Wechselstromkreise 195

In Metallen bewegen sich Elektronen: Der elektrische Strom 195

Von nichts kommt nichts: Energiequellen 197

Nicht widerstandsfrei: Das Ohm'sche Gesetz 197

Berechnung von Strom und Spannung: Die Kirchhoff'schen Regeln 200

Auch ein Stromkreis verbraucht Leistung 202

Ständige Änderungen: Wechselströme 203

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 209

13 Harmonische Schwingungen 211

Beispiele harmonischer Schwingungen 211

Eine Differentialgleichung: Die Schwingungsgleichung 217

Größen zur Beschreibung von Schwingungen 218

Überlagerung von Schwingungen 222

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 226

14 Der Idealfall wird selten erreicht:Reale Schwingungen 227

Sie währen nicht unendlich lange: Gedämpfte Schwingungen 227

Sich gemeinsam bewegen: Gekoppelte Schwingungen 235

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 239

15 Sie schwingen in Raum und Zeit: Wellen 241

Sowohl zeit- als auch ortsabhängig: Definition von Wellen 241

Wellen können in einer Vielzahl von Formen auftreten:

Typen von Wellen 242

Sie regelt das Verhalten von Wellen: Die Wellengleichung 244

Größen zur Beschreibung von Wellen 246

Die Überlagerung von Wellen 248

Wellen können um die Ecke gehen: Die Beugung 253

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 257

16 Wasser, Schall und Licht 259

Der Namensgeber: Wasserwellen 259

Der Ton macht die Musik: Schallwellen 261

Es kommt in mehreren Gestalten daher: Das Licht 266

Unendlich weit: Das elektromagnetische Spektrum 273

Übungsaufgaben zu diesem Kapitel 274

Glossar 275

Lösungen 289

Index 313