Inhalt
1 Mechanik des Massenpunktes.- 1.1 Grundbegriffe.- 1.1.1 Mechanik.- 1.1.2 Masse und Massenpunkt.- 1.1.3 Die Länge.- 1.1.4 Die Zeit.- 1.2 Kinematik des Massenpunktes.- 1.2.1 Der Massenpunkt auf der Geraden.- 1.2.2 Der Massenpunkt im dreidimensionalen Raum.- 1.2.3 Die Kreisbewegung.- 1.2.4 Kinematik bezogen auf die Bahn des Massenpunktes.- 1.3 Die Newtonschen Axiome.- 1.3.1 Das Prinzip vom Parallelogramm der Kräfte.- 1.3.2 Das Reaktionsprinzip.- 1.3.3 Das Trägheitsgesetz.- 1.3.4 Das Grundgesetz der Dynamik.- 1.3.5 Integralform des Grundgesetzes.- 1.4 Arbeit und Energie.- 1.4.1 Die Arbeit.- 1.4.2 Die Leistung.- 1.4.3 Kraftfelder.- 1.4.4 Konservative Kraftfelder.- 1.4.5 Die potentielle Energie.- 1.4.6 Die kinetische Energie.- 1.5 Die Gravitation.- 1.5.1 Die Keplerschen Gesetze.- 1.5.2 Das universelle Gravitationsgesetz von Newton.- 1.5.3 Gravitationsfeld eines Massenpunktes.- 1.5.4 Gravitationsfeld eines Systems von Massenpunkten.- 1.5.5 Massenverteilung und Dichte.- 1.5.6 Gravitationsfeld einer kontinuierlichen Massenverteilung.- 1.5.7 Gravitationsfeld einer homogenen Kugel.- 1.5.8 Gravitationsfeld einer kugelsymmetrischen Massenverteilung.- 1.5.9 Das Gewicht.- 1.5.10 Gewichtsbedingte Bewegungen.- 1.5.11 Identität von schwerer und träger Masse.- 1.6 Zentralbewegungen.- 1.6.1 Mechanisches Drehmoment und Drall.- 1.6.2 Bewegungen bedingt durch Zentralkräfte.- 1.7 Rückstoß und Raketenantrieb.- 1.7.1 Der Rückstoß eines Geschützes.- 1.7.2 Der Schub der Düse.- 1.7.3 Die allgemeine Raketengleichung.- 1.7.4 Die Bewegung der kräftefreien Rakete.- 1.8 Systeme von Massenpunkten.- 1.8.1 Der Impulssatz.- 1.8.2 Impulserhaltung.- 1.8.3 Der Schwerpunktsatz.- 1.8.4 Der Drallsatz.- 1.8.5 Erhaltung des Dralls.- 1.8.6 Der Energiesatz.- 1.9 Stóße.- 1.9.1 Das Stoßproblem.- 1.9.2Erhaltungssätze.- 1.9.3 Stoßtypen.- 1.9.4 Der Stoß auf der Geraden.- 1.9.5 Der ebene elastische Stoß von gleichen Massen.- 1.10 Gleichgewicht und Stabilität.- 1.10.1 Gleichgewichtslagen.- 1.10.2 Klassifizierung des Gleichgewichts.- 1.10.3 Strukturelle Stabüität.- 1.10.4 Katastrophen.- 1.10.5 Der Wattsche Zentrifugalregulator.- 1.11 Darstellungen der klassischen Mechanik.- 1.11.1 Newton-Mechanik.- 1.11.2 Lagrange-Mechanik.- 1.11.3 Hamilton-Mechanik.- 1.11.4 Hamilton-Jacobi-Mechanik.- 2 Relativität.- 2.1 Klassische Relativität gleichfórmig bewegter Bezugssysteme.- 2.1.1 Das Relativitätsprinzip.- 2.1.2 Die Galilei-Transformation.- 2.1.3 Die klassische Mechanik.- 2.2 Klassische Relativität beschleunigter Bezugssysteme.- 2.2.1 Trägheitskräfte.- 2.2.2 Das Prinzip von d'Alembert.- 2.2.3 Gleichfórmig rotierende Bezugssysteme.- 2.2.4 Die Erde als rotierendes Bezugssystem.- 2.3 Die spezielle Relativitätstheorie.- 2.3.1 Widersprüche zur klassischen Relativität.- 2.3.2 Die Theorie von Einstein.- 2.3.3 Der Grenzfall kleiner Geschwindigkeiten.- 2.4 Aspekte der speziellen Relativitätstheorie.- 2.4.1 Die Addition von Geschwindigkeiten.- 2.4.2 Die Lorentz-Kontraktion.- 2.4.3 Die Zeitdilatation.- 2.4.4 Relativität der Gleichzeitigkeit.- 2.4.5 Relativistische Beschleunigung.- 2.5 Die relativistische Energie.- 2.5.1 Die Beziehung von Einstein.- 2.5.2 Relativistische Energie und Ruhmasse.- 2.5.3 Relativistische Energie und Impuls.- 2.5.4 Die kinetische Energie.- 3 Mechanik der starren Kórper.- 3.1 Grundbegriffe und Kinematik.- 3.1.1 Definition des starren Kórpers.- 3.1.2 Masse und Dichte.- 3.1.3 Der Schwerpunkt.- 3.1.4 Drehungen des starren Kórpers.- 3.1.5 Freiheitsgrade der Bewegung.- 3.2 Statik des starren Kórpers.- 3.2.1 Kräfte am starren Kórper.- 3.2.2Kräftepaare.- 3.2.3 Die Dyname.- 3.2.4 Die Wirkung der Schwerkraft auf den starren Kórper.- 3.3 Der starre Rotator.- 3.3.1 Kinematik des starren Rotators.- 3.3.2 Das Trägheitsmoment.- 3.3.3 Der Drehimpuls des starren Rotators.- 3.3.4 Dynamik des starren Rotators.- 3.3.5 Das physikalische Pendel.- 3.4 Der Kreisel.- 3.4.1 Kinematik des Kreisels.- 3.4.2 Drehimpuls und kinetische Energie.- 3.4.3 Dynamik des kräftefreien Kreisels.- 3.4.4 Kreisel unter dem Einfluß von Kräften.- 4 Mechanik deformierbarer Medien.- 4.1 Mechanische Eigenschaften der Materie.- 4.1.1 Mechanische Spannungen.- 4.1.2 Oberflächenspannung.- 4.1.3 Übersicht.- 4.2 Statik der Flüssigkeiten und Gase.- 4.2.1 Massenkräfte.- 4.2.2 Volumenkräfte oder Kraftdichten.- 4.2.3 Druck und Druckgradient.- 4.2.4 Flüssigkeiten und Gase im Schwerefeld.- 4.3 Kinematik der Flüssigkeiten und Gase.- 4.3.1 Lokale und totale zeitliche Änderungen.- 4.3.2 Die Kontinuitätsgleichung.- 4 3.3 Stationäre Strómungen.- 4.3.4 Strómungen inkompressibler Flüssigkeiten.- 43.5 Stationäre Potentialstrómungen.- 4.3.6 Rotation und Zirkulation.- 4.4 Dynamik der reibungslosen Flüssigkeiten und Gase.- 4.4.1 Die Bewegungsdifferentialgleichung.- 4.4.2 Die Bernoulli-Gleichung.- 4.4.3 Die Bernoulli-Gleichung inkompressibler reibungsloser Flüssigkeiten.- 4.4.4 Laminare Strómung einer inkompressiblen reibungslosen Flüssigkeit in einem Rohr.- 4.5 Potentialstrómungen inkompressibler Flüssigkeiten.- 4.5.1 Definition.- 4.5.2 Das Geschwindigkeitspotential.- 4.5.3 Paradoxon von d'Alembert.- 4.5.4 Komplexe Darstellung der ebenen Potentialstrómung.- 4.5.5 Komplexe Darstellung einer Quelle in der Ebene.- 4.5.6 Die komplexe Darstellung der Potentialstrómung um einen Zylinder.- 4.6 Wirbel.- 4.6.1 Der Potentialwirbel.- 4.6.2 DieHelmholtzschen Wirbelsätze.- 4.6.3 Strómungen um Wirbelfäden.- 4.7 Überschallstrómungen.- 4.7.1 Der Machsche Kegel.- 4.7.2 Unter- und Überschallstrómungen eines idealen Gases in einem Rohr.- 4.8 Dynamik viskoser Flüssigkeiten und Gase.- 4.8.1 Viskosität.- 4.8.2 Spannungstensoren der Viskosität.- 4.8.3 Volumenkräfte der Viskosität.- 4.8.4 Die Bewegungsgleichung viskoser Medien.- 4.8.5 Reibungswiderstand in viskosen Flüssigkeiten.- 4.8.6 Ähnlichkeitsgesetze.- 4.9 Turbulente Strómungen.- 4.9.1 Turbulenz und Reynolds-Kriterium.- 4.9.2 Turbulente Strómung in einem Rohr.- 4.9.3 Die Prandtlsche Grenzschicht.- 4.9.4 Druckwiderstand auf umstrómte Kórper.- 4.9.5 Strómungswiderstand einer Kugel.- 4.9.6 Widerstand einer Strómung parallel zu einer Wand.- 4.10 Der dynamische Auftrieb.- 4.10.1 Das Gesetz von KuttaJoukowski.- 4.10.2 Der Magnus-Effekt.- 4.10.3 Auftrieb und induzierter Widerstand eines Flügels.- 5 Elektrizität und Magnetismus.- 5.1 Elektrostatik.- 5.1.1 Die elektrische Ladung.- 5.1.2 Wechselwirkung zwischen zwei elektrischen Punktladungen.- 5.1.3 Elektrische Felder.- 5.1.4 Elektrostatik von Metallen.- 5.1.5 Elektrische Kondensatoren.- 5.1.6 Die Energie im elektrischen Feld.- 5.1.7 Kräfte im elektrischen Feld.- 5.1.8 Permanente elektrische Dipole.- 5.1.9 Induzierte elektrische Dipole.- 5.2 Dielektrische Eigenschaften der Materie.- 5.2.1 Phänomenologie.- 5.2.2 Grenzfläche zwischen zwei Dielektrika.- 5.2.3 Die elektrische Polarisation.- 5.2.4 Atomistische Deutung der dielektrischen Eigenschaften.- 5.2.5 Dielektrische Dispersion.- 5.3 Stationäre elektrische Stróme.- 5.3.1 Der elektrische Strom.- 5.3.2 Das ohmsche Gesetz.- 5.3.3 Spezifischer Widerstand und elektrische Leitfähigkeit.- 5.3.4 Die Kontinuitätsgleichung des elektrischen Stromes.-5.3.5 Potentialtheorie der ohmschen Leiter.- 5.3.6 Die Leistung des elektrischen Stromes.- 5.4 Elektrische Leiter.- 5.4.1 Die Faraday-Gesetze der Elektrolyse.- 5.4.2 Mikroskopische Deutung der elektrischen Leitfähigkeit.- 5.4.3 Feste elektrische Leiter.- 5.4.4 Normale Metalle.- 5.4.5 Supraleiter.- 5.4.6 Halbleiter.- 5.5 Magnetismus.- 5.5.1 Einleitung.- 5.5.2 Magnetische Dipole.- 5.5.3 Die Feldgleichung des Magnetismus.- 5.5.4 Magnetfelder elektrischer Stróme.- 5.5.5 Bewegte elektrische Ladungen im magnetischen Feld.- 5.5.6 Das Induktionsgesetz von Faraday.- 5.5.7 Anwendungen des Induktionsgesetzes.- 5.5.8 Magnetische Feldenergie und magnetische Kräfte.- 5.5.9 Der magnetische Dipol als Kreisstrom.- 5.6 Magnetische Eigenschaften der Materie.- 5.6.1 Phänomenologie.- 5.6.2 Grenzflächen zwischen zwei Magnetika.- 5.6.3 Die Magnetisierung.- 5.6.4 Der Zusammenhang zwischen dem Magnetfeld, der Magnetisierung…