Physik für Ingenieure für Dummies

Alles ist Physik und natürlich müssen sich angehende Ingenieure damit beschäftigen. Die Physik fällt Ihnen schwer? Ihnen fehlen die mathematischen Grundlagen? Keine Panik! Dieses Buch wird Ihnen helfen. Es enthält alles, was Sie über Mechanik, Thermodynamik, Elektrizität, Magnetismus, Optik, Atom-, Kern- und Festkörperphysik wissen sollten, um im Studium zu bestehen - und die mathematischen Grundlagen dazu. Schritt für Schritt hilft Ihnen dieses Buch über die mathematischen und physikalischen Hürden. Da Ihnen zahlreiche Beispiele vorgerechnet werden, werden Sie sich in der Welt der Physik bald immer sicherer fühlen.

Autorentext
Christian Thomsen ist Professor für experimentelle Festkörperphysik und Präsident der TU Berlin.

Inhalt

Über den Autor 7

Danksagung 7

Einleitung 19

Über dieses Buch 19

Konventionen in diesem Buch 19

Törichte Annahmen über die Leser 19

Wie dieses Buch aufgebaut ist 20

Teil I: Mechanik 20

Teil II: Thermodynamik 20

Teil III: Elektrizitätslehre und Magnetismus 20

Teil IV: Optik 20

Teil V: Atomphysik 21

Teil VI: Kernphysik 21

Teil VII: Festkörperphysik 21

Teil VIII: Der Top-Ten-Teil 21

Anhang 21

Symbole, die in diesem Buch verwendet werden 21

Wie es weitergeht 22

TEIL I MECHANIK 23

Kapitel 1 Mathematische Buddelkiste 25

Physikalische Größen und Einheiten 25

Welche Einheit hat die Größe 26

Rechnenmit Skalaren 27

Mit Vektoren rechnen 28

Addition von Vektoren 29

Zerlegung von Vektoren 30

Länge eines Vektors 31

Skalarprodukt von Vektoren 31

Vektorprodukt von Vektoren 33

Trigonometrische Funktionen 35

Komplexe Zahlen 37

Differentiation 40

Integration 43

Einige theoretische Betrachtungen 43

Praktisches Integrieren 46

Reihenentwicklungen 48

Kapitel 2 Kräfte Schaffen Bewegung 51

Bewegungen gerade und im Kreis 51

Wie schnell darf es sein? 51

Alles dreht sich im Kreis 53

Vektoren können Kreisbewegungen beschreiben 55

Bewegung im Schwerefeld 56

Newton und Kepler waren genial 58

Das newtonsche Gravitationsgesetz 59

Keplers Gesetze 60

Kräfte und Axiome bestimmen die Mechanik 62

Erstes newtonsche Axiom 63

Zweites newtonsches Axiom 63

Der Drehimpuls 66

Drittes newtonsches Axiom 70

Kapitel 3 Arbeit und Energie 73

Arbeit müssen alle leisten 73

Leistung ist Arbeit pro Zeit 78

Energie geht uns alle an 78

Potenzielle Energie 78

Kinetische Energie 79

Rotationsenergie 79

Energie einer gespannten Feder 80

Kapitel 4 Erhaltungssätze und ihre Folgen 83

Energieerhaltung 83

und Impulserhaltung 85

Elastischer Stoß 85

Inelastischer Stoß 86

Managerpendel 87

Stoßprobleme in einer Ebene 88

und Drehimpulserhaltung auch 90

Kapitel 5 Alles schwingt 93

Ungedämpfte Schwingungen 93

Pendel als Prototyp für Schwingungen 93

Anfangsbedingungen sind manchmal mühsam 100

Wenn das Pendelmal weit ausschlägt 103

Gedämpfte Schwingung berechnen 104

Schwingungen können auch erzwungen werden 108

Inhaltsverzeichnis 13

Kapitel 6 Wellen schlagen .115

Die Wellengleichung macht's 115

Wellenmachen sich breit 117

Wenn Wellen sich überlagern 122

Konstruktiv oder destruktiv 122

Stehende Wellen 123

Wellen reisen in Gruppen 124

Fourier 126

Kapitel 7 Alles ist relativ .129

Transformationen machen fit 129

Schneller geht's nicht 131

Gleichzeitigkeit geht verloren 134

Länge, Geschwindigkeit, Masse und Energie 135

Längen verkürzen sich 135

Geschwindigkeiten addieren sich seltsam 135

Massen nehmen zu 137

TEIL II THERMODYNAMIK 139

Kapitel 8 Temperatur: Warm und Kalt .141

Celsius, Fahrenheit und Kelvin 141

Das ideale Gas 143

Die Freiheit eines Moleküls 145

Ein, zwei, , ganz viele Teilchen 145

Druck, Volumen und Temperatur halten zusammen 147

Jeder mit seiner Geschwindigkeit 149 Reale Gase: so sieht die Wirklichkeit aus ...