Vektorrechnung 11 1.1 Skalare und Vektoren 11 1.2 Addition von Vektoren 11 1.3 Basis 13 1.4 Lineare Unabhängigkeit 13 1.5 Skalarprodukt, Längen, Winkel 14 1.6 Vektorraum 15 1.7 Gerade 16 1.8 Ebene 17 1.9 Vektorprodukt 17 1.10 Aufgaben 18 1.10.1 Aufgabe 1 18 1.10.2 Aufgabe 2 . . 19 1.10.3 Aufgabe 3 19 1.10.4 Aufgabe 4 19 1.10.5 Aufgabe 5 19 1.10.6 Aufgabe 6 19 1.10.7 Aufgabe 7 20 1.11 Lösungen 20 1.11.1 Lösung Aufgabe 1 20 1.11.2 Lösung Aufgabe 2 20 1.11.3 Lösung Aufgabe 3 20 1.11.4 Lösung Aufgabe 4 21 1.11.5 Lösung Aufgabe 5 21 1.11.6 Lösung Aufgabe 6 21 1.11.7 Lösung Aufgabe 7 22
Bibliografische Informationen
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Erstes Newton'sches Axiom 23 2.1 Gleichförmige Bewegung 23 2.2 Aufgaben 24 2.2.1 Aufgabe 8 24 2.2.2 Aufgabe 9 24 2.2.3 Aufgabe 10 24 2.3 Lösungen 24 2.3.1 Lösung Aufgabe 8 24 2.3.2 Lösung Aufgabe 9 25 2.3.3 Lösung Aufgabe 10 25 Zweites Newton'sches Axiom 27 3.1 Gleichmäßig beschleunigte Bewegung 27 3.2 Freier Fall 28 3.2.1 Senkrechter Wurf nach unten 28 3.2.2 Senkrechter Wurf nach oben 28 3.2.3 Waagerechter Wurf 29 3.2.4 Schräger Wurf 30 3.3 Aufgaben 32 3.3.1 Aufgabe 11 32 3.3.2 Aufgabe 12 32 3.3.3 Aufgabe 13 32 3.4 Lösungen 33 3.4.1 Lösung Aufgabe 11 33 3.4.2 Lösung Aufgabe 12 33 3.4.3 Lösung Aufgabe 13 33 Kreisbewegung 35 4.1 Geometrie 35 4.2 Gleichförmige Kreisbewegung 37 4.3 Gleichmäßig beschleunigte Kreisbewegung 37 4.4 Gleichmäßig verzögerte Kreisbewegung 37 4.5 Zentrifugalkraft 38 4.6 Corioliskraft 38 4.7 Aufgaben 40 4.7.1 Aufgabe 14 40 4.7.2 Aufgabe 15 40
4.7.4 Aufgabe 17 40 4.7.5 Aufgabe 18 40 4.7.6 Aufgabe 19 41 4.7.7 Aufgabe 20 41 4.7.8 Aufgabe 21 42 4.7.9 Aufgabe 22 42 4.8 Lösungen 42 4.8.1 Lösung Aufgabe 14 42 4.8.2 Lösung Aufgabe 15 43 4.8.3 Lösung Aufgabe 16 43 4.8.4 Lösung Aufgabe 17 44 4.8.5 Lösung Aufgabe 18 44 4.8.6 Lösung Aufgabe 19 44 4.8.7 Lösung Aufgabe 20 45 4.8.8 Lösung Aufgabe 21 45 4.8.9 Lösung Aufgabe 22 46 5 Impulssatz und Stöße 47 5.1 Impulssatz 47 5.2 Schwerpunkt, Relativbewegung 48 5.3 Geradliniger zentraler elastischer Stoß 48 5.4 Geradliniger inelastischer Stoß 50 5.5 Schiefer, zentraler, elastischer Stoß 51 5.6 Abbremsung schneller Neutronen 53 5.7 Ballistisches Pendel 53 5.8 Compton-Effekt 54 5.9 Aufgaben 56 5.9.1 Aufgabe 23 56 5.9.2 Aufgabe 24 56 5.9.3 Aufgabe 25 57 5.9.4 Aufgabe 26 57 5.9.5 Aufgabe 27 57 5.9.6 Aufgabe 28 57 5.10 Lösungen 58 5.10.1 Lösung Aufgabe 23 58 5.10.2 Lösung Aufgabe 24 58 5.10.3 Lösung Aufgabe 25 58 5.10.4 Lösung Aufgabe 26 59
5.10.5 Lösung Aufgabe 27 59 5.10.6 Lösung Aufgabe 28 59 Elektrisches Feld 61 6.1 Feldbegriff 61 6.2 Strom, Potential, Spannung und Energie 62 6.3 TVanversale Bewegung im Feld 63 6.4 Linearbeschleuniger (klassisch) 65 6.5 Linearbeschleuniger (relativistisch) 66 6.6 Widerstand, Ohm'sches Gesetz 67 6.7 Kirchhoff'sche Regeln 68 6.8 Wheatstone'sche Brücke 69 6.9 Kondensator 70 6.10 Aufgaben 71 6.10.1 Aufgabe 29 71 6.10.2 Aufgabe 30 72 6.10.3 Aufgabe 31 72 6.10.4 Aufgabe 32 72 6.10.5 Aufgabe 33 72 6.11 Lösungen der Aufgaben 73 6.11.1 Lösung Aufgabe 29 73 6.11.2 Lösung Aufgabe 30 73 6.11.3 Lösung Aufgabe 31 73 6.11.4 Lösung Aufgabe 32 74 6.11.5 Lösung Aufgabe 33 74 Magnetfeld 75 7.1 Gesetz von Biot-Savart 75 7.2 Permanente Magnetfelder 76 7.3 Magnetisches Moment des Elektrons 76 7.4 Lorentzkraft 77 7.5 Anwendungen der Lorentzkraft 79 7.5.1 Zyklotron 79 7.5.2 Synchroton 79 7.5.3 Geschwindigkeitsfilter 79 7.5.4 Hall-Effekt 80 7.6 Aufgaben 81
7.6.2 Aufgabe 35 81 7.7 Lösungen 81 7.7.1 Lösung Aufgabe 34 81 7.7.2 Lösung Aufgabe 35 81 8 Zeitabhängige Felder 83 8.1 Induktionsgesetz und Maxwellgleichungen 83 8.2 Tranformator 83 9 Homogene Kraftfelder 85 9.1 Elektrisches Feld und Gravitationsfeld 85 9.2 Magnetisches Feld und Gravitationsfeld 85 9.3 Gekreuzte Felder 86 9.4 Beispiel einer nicht-gleichmäßig beschleunigten Bewegung . . . 86 10 Mechanische Schwingungen und Wellen 89 10.1 Harmonischer Oszillator 89 10.2 Federpendel 91 10.3 Torsionspendel 92 10.4 Fadenpendel 92 10.5 Flüssigkeit im U-Rohr 93 10.6 Erzwungene Schwingungen 94 10.7 Dämpfung 95 10.8 Gekoppelte Pendel
(Normalschwingungen) 97 10.9 Beispiel einer Welle: Schwingende Saite 98 lO.lOEinatomige lineare Kette 100 lO.HAufgaben 101 10.11.1 Aufgabe 36 101 10.11.2Aufgabe 37 101 10.11.3Aufgabe38 101 10.11.4Aufgabe39 102 10.11.5Aufgabe 40 102 10.11.6Aufgabe41 102 10.12Lösungen 102 10.12.1 Lösung Aufgabe 36 102 10.12.2 Lösung Aufgabe 37 103 10.12.3 Lösung Aufgabe 38 104
10.12.4Lösung Aufgabe 39 104 10.12.5Lösung Aufgabe 40 104 10.12.6Lösung Aufgabe 41 105 11 Atome und Kerne 107 11.1 Bohr'sches Atommodell 107 11.2 Kerne 109 11.3 Radioaktivität 109 11.4 Aufgaben 110 11.4.1 Aufgabe 42 110 11.4.2 Aufgabe 43 110 11.4.3 Lösung Aufgabe 42 110 11.4.4 Lösung Aufgabe 43 111 12 Astronomie 113 12.1 Kepler'sche Gesetze 113 12.2 Kepler'sche Gesetze aus der Sicht der Physik 113 12.2.1 Erstes Gesetz 113 12.2.2 Zweites Gesetz 114 12.2.3 Drittes Gesetz 114 12.3 Aufgaben 115 12.3.1 Aufgabe 44 115 12.3.2 Aufgabe 45 115 12.3.3 Aufgabe 46 115 12.3.4 Aufgabe 47 115 12.4 Lösungen 116 12.4.1 Lösung Aufgabe 44 116 12.4.2 Lösung Aufgabe 45 116 12.4.3 Lösung Aufgabe 46 116 12.4.4 Lösung Aufgabe 47 116 13 Anhang 119
13.1 In der Physik häufig benutzte
griechiche Buchstaben 119 13.2 Wichtige Konstanten 121
