Methoden der Physik, Mechanik

Lerntext, Aufgaben mit kommentierten Lösungen und Kurztheorie

Autorenschaft: Urs Mürset | Thomas Dumm
Redaktion: Thomas Dumm

«Methoden der Physik und Mechanik» vermittelt Grundwissen zu den Themen Kinematik, Dynamik, Gravitation und Hydrostatik.

Das Lehrmittel orientiert sich an den seit Januar 2009 geltenden Richtlinien der schweizerischen Maturitätsprüfung für das Grundlagenfach Physik sowie am Stoffprogramm der Arbeitsgruppe Schnittstelle Hochschule-Gymnasien. Daher richtet es sich in erster Linie an Schülerinnen und Schüler einer Maturitätsschule, es kann aber auch in der technisch oder naturwissenschaftlich ausgerichteten Berufs- und Erwachsenenbildung eingesetzt werden.

«Methoden der Physik und Mechanik» zeichnet sich durch einen gut verständlichen und klar strukturierten Text aus, enthält viele einprägsame Grafiken, illustrative Beispiele, zahlreiche Aufgaben mit ausführlich kommentierten Lösungen sowie eine zusammenfassende Kurztheorie. Durch diese Elemente eignet es sich besonders für einen von Stoffvermittlung entlasteten Unterricht oder für das Selbststudium etwa als Vorbereitung für die Universität oder Fachhochschule.

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Inhaltsverzeichnis 

1. Ziele und Methoden der Physik (3 Seiten)
1.1 Ziele der Physik
1.2 Methoden der Physik
Exkurs: Francis Bacon und eine neue Methode der Physik

2. Messgrössen angeben (8 Seiten)
2.1 Messgrösse = Masszahl · Masseinheit
2.2 Die 7 Grundgrössen
2.3 Abgeleitete Messgrössen
2.4 Die wissenschaftliche Schreibweise
2.5 Genauigkeit der Messgrössen
2.6 Vorsilben von Einheiten

3. Mathematische Hilfsmittel (9 Seiten)
3.1 Diagramme
3.2 Gleichungen
3.3 Vektoren

4. Die Bewegung des Massenpunkts (2 Seiten)
4.1 Bewegung
4.2 Massenpunkt

5. Bewegungen mit Ortsangaben beschreiben (4 Seiten)
5.1 Relativität
5.2 Koordinatensysteme
5.3 Das s-t-Koordinatensystem
5.4 Verschiedene Darstellungsformen

6. Bewegungen mit der Geschwindigkeit beschreiben (15 Seiten)
6.1 Geschwindigkeit
6.2 Vorzeichen der Geschwindigkeit
6.3 Die Geschwindigkeit im Orts-Zeit-Diagramm
6.4 Das Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm
6.5 Der zurückgelegte Weg im Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm
6.6 Durchschnitts- und Momentangeschwindigkeit
6.7 Die

7. Bewegungen mit der Beschleunigung beschreiben (14 Seiten)
7.1 Beschleunigung
7.2 Die gleichmässig beschleunigte Bewegung
7.3 Der freie Fall: eine gleichmässig beschleunigte Bewegung
7.4 Beschleunigungen mit Anfangsgeschwindigkeit
7.5 Vorzeichen der Beschleunigung
Exkurs: Galileo Galilei und die mathematische For

8. Die Richtung von Bewegungen mit Vektoren beschreiben (6 Seiten)
8.1 Orts-Vektor
8.2 Geschwindigkeits-Vektor
8.3 Beschleunigungs-Vektor

9. Gleichförmige Kreisbewegungen (7 Seiten)
9.1 Geschwindigkeit der gleichförmigen Kreisbewegung
9.2 Beschleunigung der gleichförmigen Kreisbewegung
9.3 Weitere Grössen der gleichförmigen Kreisbewegung

10. Beschreibung der Kraft (11 Seiten)
10.1 Kraft: Ein Begriff aus dem Alltag
10.2 Die Wirkung der Kraft
10.3 Kraftmessung mithilfe von Federwaagen
10.4 Kraftbeschreibung mithilfe von Vektoren
10.5 Die resultierende Kraft mehrerer Kräfte
10.6 Vereinfachtes Berechnen der resultierenden Kraft

11. Kraft-Beispiele (11 Seiten)
11.1 Die Federkraft
11.2 Die Gewichtskraft
11.3 Die Normalkraft
11.4 Die Reibungskraft

12. Kraftwirkungsgesetz (2.Newton’sches Gesetz) (7 Seiten)
12.1 Die Beschleunigung durch eine Kraft
12.2 Die Beschleunigung durch mehrere Kräfte
12.3 Das Inertialsystem
Exkurs: Pierre Simon Laplace und der Determinismus

13. Trägheitsgesetz (1.Newton’sches Gesetz) (4 Seiten)
13.1 Die kräftefreie Bewegung
13.2 Bewegungen mit konstanter Geschwindigkeit
Exkurs: Aristoteles und seine Bewegungslehre

14. Wechselwirkungsgesetz (3.Newton’sches Gesetz) (5 Seiten)
14.1 Das Wechselwirkungsgesetz
14.2 Anwendungen des Wechselwirkungsgesetzes

15. Kräfte bei geradlinigen Bewegungen (15 Seiten)
15.1 Der freie Fall
15.2 Die Vollbremsung
15.3 Schiefe Kräfte
15.4 Schlitten fahren
15.5 Verbundene Körper

16. Kräfte bei kreisförmigen Bewegungen (3 Seiten)

17. Von der Gewichtskraft zur Gravitationskraft (2 Seiten)
17.1 Gewichtskraft
17.2 Gravitationskraft
Exkurs: Johannes Kepler und die Bewegung der Planeten

18. Das Gravitationsgesetz (7 Seiten)
18.1 Die Gravitationskraft hängt von der Distanz ab
18.2 Die Gravitationskraft wird durch die Masse verursacht
18.3 Die Gleichung für die Newton’sche Gravitationskraft

19. Eigenschaften der Gravitationskraft (4 Seiten)
19.1 Die Gravitationskraft wirkt zwischen allen Körpern
19.2 Die Gravitationskraft nimmt schnell ab, ist aber unbegrenzt

20. Kreisbewegungen um Zentralkörper (6 Seiten)
20.1 Gleichförmige Kreisbewegungen
20.2 Geostationäre Satelliten
Exkurs: Isaac Newton und die Gravitationskraft

21. Schwerelosigkeit (2 Seiten)
21.1 Schwerelosigkeit weit weg von Himmelskörpern
21.2 Schwerelosigkeit auf einer Kreisbahn

22. Die drei Kepler-Gesetze (5 Seiten)

23. Eigenschaften von Festkörpern, Flüssigkeiten und Gasen (3 Seiten)
23.1 Makroskopische Eigenschaften
23.2 Mikroskopische Eigenschaften

24. Von der Kraft zum Druck (8 Seiten)
24.1 Verteilung der Kraft bei Festkörpern
24.2 Verteilung der Kraft in Flüssigkeiten und Gasen
24.3 Kraftübertragung in Flüssigkeiten und Gasen

25. Von der Schwerkraft zum Schweredruck (10 Seiten)
25.1 Der Schweredruck in Flüssigkeiten
25.2 Gesamtdruck = Schweredruck + äusserer Druck
25.3 Druckgleichgewicht
25.4 Der Ursprung des Luftdrucks
Exkurs: Blaise Pascal und der «Horror vacui»

26. Druck im Alltag (3 Seiten)
26.1 Trinken
26.2 Aquarium leeren
26.3 Wasserversorgung

27. Auftrieb durch Schweredruck (10 Seiten)
27.1 Vollständig eingetauchte Körper
27.2 Die Kombination von Auftriebskraft und Gewichtskraft
27.3 An der Oberfläche schwimmende Körper

Auflage: 1. Auflage 2009

Umfang: 250 Seiten, A4, broschiert

ISBN: 9783715593708

Art. Nr.: 6561

Code: XPH 006

Sprache: Deutsch

Reihe: Physik Grundlagen