Skript - Frank Reinhold

Inhaltsverzeichnis
1 Einführung 7
2 Grundbegriffe der Bewegung 9
2.1 Ort und Bahn eines Massepunktes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.2 Geschwindigkeit . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.3 Beschleunigung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
a) Gleichförmig beschleunigte geradlinige Bewegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
b) Gleichförmige Kreisbewegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
c) Allgemeine krummlinige Bewegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
3 Newtonsche Axiome 21
3.1 Kraft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
3.2 Newtonsche Axiome . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
3.3 Reibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
a) Hrafreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
b) Gleitreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
c) Rollreibung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
d) Strömungswiderstand . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
3.4 Gravitationsgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
a) Torsionswaage - Cavendich Experiment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
b) Fallgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
c) Äquivalenzprinzip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
3.5 Keplersche Gesetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
4 Energie- und Impulserhaltung 31
4.1 Arbeit und kinetische Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
4.2 Erhaltung von kinetischer und potentieller Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.3 Potentielle Energie beim Gravitationsgesetz . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.4 Potentielle Energie ausgedehnter Masseverteilungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
4.5 Äquipotentialflächen der potentiellen Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
4.6 Konservative Kräfte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.7 Impulserhaltung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.8 Stoßprozesse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
a) Vollkommen inelastischer zentraler Stoß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
b) Vollkommen elastischer zentraler Stoß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
4.9 Kraftstoß . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
4.10 Masseschwerpunkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
4.11 Reduzierte Masse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
4.12 Stoßprozesse, Teil II . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
a) Elastischer Stoß im Laborsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
b) Elastische Stöße im Schwerpunktsystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
5 Rotation 53
5.1 Drehimpulserhaltung für einen Massepunkt . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
a) Drehmoment und Drehimpuls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
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