Anschaulichkeit vor Formalismus - die unvergleichlich verständliche Einführung in die Mechanik und Thermodynamik für Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften in neuer Auflage!
Elektrotechnik, Maschinenbau, Chemie, Geophysik, Biologie: eine Einführung in die Physik gehört für alle Studierende der Natur- und Ingenieurwissenschaften unumgänglich zum Studium dazu, sei es im Rahmen der Physikvorlesungen für Hauptfachstudierende oder in Form auf spezifische Studiengänge zugeschnittener Veranstaltungen.
Die vierte Auflage des Lehrbuchklassikers von Friedhelm Kuypers gibt in gewohnt anschaulicher Weise eine Einführung in die Mechanik und die Thermodynamik; neu hinzugekommen sind ein leicht verständlicher Überblick zum schwer greifbaren Thema Entropie und zu erneuerbaren Energien. Jeder Abschnitt wurde vollständig überarbeitet, um noch besser auf immer wieder vorkommende Probleme der Studierenden einzugehen. Im Aufgaben- und Lösungsteil werden die mittleren und schweren Aufgaben mit einer anschaulichen Vorstellung der behandelten Physik eingeleitet, bevor die eigentlichen Rechnungen beginnen.
Friedhelm Kuypers unterrichtet seit 1986 Physik und Technische Mechanik für Ingenieure und Naturwissenschaftler an der Hochschule Regensburg. In seinen Vorlesungen legt er großen Wert auf Veranschaulichungen und hebt Anwendungen physikalischer Gesetze in Technik und Alltag hervor. Er ist ebenfalls Autor des Lehrbuchklassikers "Klassische Mechanik" und eines Quantenmechanik-Lehrbuchs.
A Mechanik
1 Einführung 1
1.1 Einleitung 1
1.2 Messung und Maßeinheit 2
1.3 Die Einheit Sekunde 4
1.4 Die Einheit Meter 4
1.5 Die Einheit Kilogramm 6
2 Kinematik der Massenpunkte 7
2.1 Idealisierungen 7
2.2 Geschwindigkeit 8
2.3 Einführung in die Integralrechnung 10
2.4 Beschleunigung 13
2.5 Kreisbewegung 17
2.6 Noch einmal in Kürze 21
2.7 Aufgaben 22
3 Die Newtonschen Axiome und Kräfte 24
3.1 Das erste Newtonsche Axiom 24
3.2 Das zweite und dritte Newtonsche Axiom 26
3.3 Lösung einfacher Bewegungsgleichungen 28
3.4 Reibungskräfte 36
3.5 Noch einmal in Kürze 42
3.6 Aufgaben 43
4 Arbeit, Leistung und Energie 49
4.1 Arbeit 49
4.2 Leistung 53
4.3 Energie 56
4.4 Erneuerbare Energien * 62
4.5 Noch einmal in Kürze 72
4.6 Aufgaben 73
5 Impulssatz und Drehimpulssatz 81
5.1 Impulssatz 81
5.2 Drehimpulsssatz für Massenpunkte 92
5.3 Noch einmal in Kürze 100
5.4 Aufgaben 101
6 Bewegungen starrer Körper 107
6.1 Schwerpunktsatz 107
6.2 Trägheitsmomente 111
6.3 Drehungen um raumfeste Achsen 117
6.4 Ebene Bewegungen starrer Körper 121
6.5 Kinetische Energie ebener Bewegungen 127
6.6 Unwuchtkräfte * 127
6.7 Noch einmal in Kürze 131
6.8 Aufgaben 133
7 Lineare Schwingungen 137
7.1 Freie Schwingungen 137
7.2 Erzwungene Schwingungen 146
7.3 Mechanische und elektrische Schwingungen * 157
7.4 Gekoppelte Pendel 158
7.5 Noch einmal in Kürze 162
7.6 Aufgaben 164
8 Strömungslehre 171
8.1 Grundlagen 171
8.2 Die Bernoulli-Gleichung 175
8.3 Laminare Strömungen 186
8.4 Turbulenzbildung und Reynolds-Zahl 194
8.5 Strömungswiderstand umströmter Körper 199
8.6 Modelltechnik * 201
8.7 Windkraftanlagen * 202
8.8 Noch einmal in Kürze 209
8.9 Aufgaben 211
B Thermodynamik
9 Einführung in die Thermodynamik 215
10 Temperatur 218
10.1 Definition der Temperaturskala 218
10.2 Thermische Ausdehnung 223
10.3 Temperaturmessung 228
10.4 Noch einmal in Kürze 229
10.5 Aufgaben 230
11 Ideale Gasgleichung 232
11.1 Die Basiseinheit Mol 232
11.2 Aufstellung der idealen Gasgleichung 235
11.3 Noch einmal in Kürze 239
11.4 Aufgaben 240
12 Kinetische Gastheorie 242
12.1 Definition des idealen Gases 242
12.2 Grundgleichung der kinetischen Gastheorie 243
12.3 Die Einheit Kelvin 249
12.4 Geschwindigkeitsverteilung 249
12.5 Noch einmal in Kürze 253
12.6 Aufgaben 254
13 Erster Hauptsatz der Thermodynamik 256
13.1 Wärme 256
13.2 Erster Hauptsatz der Thermodynamik 257
13.3 Wärmeübergang 259
13.4 Volumenänderungsarbeit 262
13.5 Gleichverteilungssatz und Wärmekapazität 266
13.6 Adiabatische Zustandsänderungen 272
13.7 Noch einmal in Kürze 276
13.8 Aufgaben 278
14 Zweiter Hauptsatz der Thermodynamik 282
14.1 Formulierungen von Clausius und Kelvin 282
14.2 Reversible und irreversible Prozesse 285
14.3 Wirkungsgrad reversibler und irreversibler Prozesse 292
14.4 Der Carnot-Prozess 294
14.5 Entropie * 302
14.6 Dritter Hauptsatz der Thermodynamik 312
14.7 Noch einmal in Kürze 312
14.8 Aufgaben 313
15 Phasenumwandlungen 319
15.1 Umwandlungswärmen und -temperaturen 319
15.2 Verdampfung und Kondensation 324
15.3 p,T-Diagramme 332
15.4 Zustandsgleichung realer Gase * 337
15.5 Verflüssigung von Gasen * 340
15.6 Kältemaschinen 342
15.7 Noch einmal in Kürze 347
15.8 Aufgaben 350
16 Wärmeübertragung 354
16.1 Wärmeleitung 354
16.2 Konvektion 362
16.3 Wärmestrahlung 364
16.4 Strahlungsaustausch * 377
16.5 Noch einmal in Kürze 379
16.6 Aufgaben 381
Lösungen
Lösungen: 2 Kinematik der Massenpunkte 387
Lösungen: 3 Die Newtonschen Axiome und Kräfte 391
Lösungen: 4 Arbeit, Energie und Leistung 399
Lösungen: 5 Impuls- und Drehimpulssatz 412
Lösungen: 6 Starrer Körper 421
Lösungen: 7 Lineare Schwingungen 431
Lösungen: 8 Strömungslehre 443
Lösungen: 10 Temperatur 451
Lösungen: 11 Ideale Gasgleichung 453
Lösungen: 12 Kinetische Gastheorie 457
Lösungen: 13 Erster Hauptsatz 458
Lösungen: 14 Zweiter Hauptsatz 464
Lösungen: 15 Phasenumwandlungen 475
Lösungen: 16 Wärmeübertragung 481
Stichwortverzeichnis 497
Periodensystem 512
