Fachhochschule Hannover Fakultät 2 Brückenkurs Physik SS10 Fachhochschule Hannover Fakultät 2 von Ulrich J. Schrewe (Version: Februar 2010) 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Zur Organisation Termine: 22. 2. – 26. 2. 2010 Zeiten: Vorlesung 1. Dst. 9:00 – 10:30 Pause 10:30 – 10:45 Vorlesung 2. Dst. 10:45 – 12:15 Mittagspause 12:15 – 13:00 1. Übung 13:00 – 14:30 Pause 14:30 – 14:45 2. Übung 14:45 – 16:15 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Zur Organisation der Übungen Es gibt fünf Übungsgruppen: Gruppe A - Frau Rahlfs Gruppe B - Herr Propp Gruppe C - Herr Kirchmann Gruppe D - Frau Schlepp Gruppeneinteilung ????? Gleiche Gruppen-einteilung wie Mrückenkurs Mathematik????? 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Zum Inhalt Ziele des Brückenkurses: Unterschiedliche Vorkenntnisse ausgleichen Hochschulspezifische Lehre vermitteln Technisch-physikalische Fragestellungen auf mathematische Gleichungen abbilden Mathematisches Handwerkszeug auffrischen 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Zu den Übungen Übungen sind ein wichtiger Bestandteil der Brückenkurses. Ziele: Problemstellungen erkennen, Erstellen von Hilfsmittel, z. B. Diagramme, Problemlösungen in Form von geeigneten physikalischen Gleichungen finden, Gleichungen mathematisch lösen. 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Zu den Aufgaben Es werden 28 Übungsaufgaben aus dem Bereich Kinematik angeboten. Die Aufgaben 1 – 22 sind relativ einfach Aufgaben 23 – 28 sind alte, nicht ganz triviale Klausuraufgaben. Erwarten Sie bitte nicht, dass die Aufgaben vorgerechnet werden. Sie sind selbst gefordert. 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Zu den Aufgabenblättern Die Aufgaben 1 – 13 werden heute verteilt. Das vollständige Aufgabenblatt (Aufgaben 1 bis 28) finden Sie unter: www.stud.fh-hannover.de/~schrewe und sollte von dort kopiert werden. Wer keinen Internetzugang hat, möge sich nach der Vorlesung melden. 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

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Grundbegriffe Kinematik

Was ist eine physikalische Größe? Messbare Merkmale eines physikalischen Objekts bezeichnet man als physikalische Größe. Welche physikalischen Größen kennen Sie? Was ist eine Messung? Welche physikalischen Größen benötigt man zur Beschreibung von Bewegungen? 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Messung physikalischer Größen Messung – Vergleich des zu messenden Merkmals mit der Einheit der Größe. Die Wahl der Einheit hat keinen Einfluss auf die physika-lischen Gesetzmäßigkeiten. Aus technischen und ökonomischen Gründen sollten Einheitensysteme möglichst international einheitlich sein. SI-Einheiten: 1 kg, 1 m, 1 s,….. 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Gesetzmäßigkeiten und Größen Physikalische Gesetzmäßigkeiten sind mathematische Verknüpfungen physikalischer Größen. Physikalische Größen sind messbare Merk-male (Eigenschaften) physikalischer Objekte (Dinge, Zustände, Vorgänge...) Größenwert = Zahlenwert · Einheit Beispiele: 1 kg, 5 m, 30 m/s 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Basisgrößenarten Man verwendet sieben Basisgrößenarten (Ziel: Möglichst geringe Anzahl von Basisgrößen mit einer universell gültigen, reproduzierbaren, zeitlich konstanter Festlegung der Einheit ) Physikalische Größe Einheit Länge Meter (m) Zeit Sekunde (s) Masse Kilogramm (kg) Temperatur Kelvin (K) Stromstärke Ampere (A) Stoffmenge Mol (mol) Lichtstärke Candela (cd) 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Abgeleitete Größenarten Aus den Basisgrößenarten leitet man weitere Größenarten ab. Begründung: Verknüpfungen durch Naturgesetze, Zweckmäßigkeit der Definition,... Beispiele: Geschwindigkeit = Weg / Zeit Beschleunigung = Geschwindigkeit / Zeit Arbeit = Kraft · Weg Dichte = Masse / Volumen Ladung = Stromstärke · Zeit 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Skalare Größen Skalare Größen sind durch Zahlenwert und Einheit vollständig definiert. Beispiele: Zeit t, Masse m, Temperatur T, elektrische Ladung Q, .... Die Zahlenwerte sind i. a. reelle Zahlen. Beispiele: Ausnahme: Temperaturangaben in Kelvin sind immer positiv 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Vektorielle Größen Vektorielle Größen sind durch Zahlenwert, Einheit und Richtung vollständig definiert. Beispiele: Geschwindigkeit , Beschleunigung , Kraft , elektrische Feldstärke . Vektorielle Größen werden durch mathematische Vektoren z. B. , dargestellt. Bei Vektoren entspricht jeder Dimension eine reelle Zahl 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Schreibweise und Merkregel Im Vorlesungsskript werden physikalische Größen durch kursive schwarze Zeichen dargestellt. Als Rechtschreibungsregel gilt: Zahlenwert und Einheit werden durch ein Leerzeichen getrennt. Skalare werden normal (m), Vektoren fett (v) oder mit einem Pfeil ( ) markiert dargestellt. Physikalische Formeln müssen immer die „richtigen“ Einheiten liefern. wichtiges Hilfsmittel: Dimensionsanalyse ! 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Was ist Kinematik? Kinematik - Bewegungslehre Griechisch: kinema – Bewegung Man fragt: Wie bewegt sich etwas? Gegenstück: Dynamik – Kräftelehre Griechisch: dynamis – Kraft Man fragt: Warum bewegt sich etwas? 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Größen zur Beschreibung von Bewegungen Weg, Bahnkurve, Flugbahn, Trajektorie – Kurve im Raum, entlang derer sich Körper bewegen. Funktion ordnet jedem Wert von t einen Ort im Raum zu. ( wird Ortsvektor genannt) Strecke – gerade Linie, die von zwei Punkten begrenzt wird. Begriff wird in der Geometrie verwendet. Eine Strecke kann räumlich als Differenz der Orts-vektoren ausgedrückt werden: Verschiebung – Änderung der Position eines Massen-punktes eindimensional. Übliche Bezeichnung: 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Geschlossene Wege Wenn Ausgangspunkt und Endpunkt einer Bewegung gleich sind, ist die zurückgelegte Strecke gleich Null: wenn Der zurückgelegte Weg ( Betrag der Wegfunktion), auch Gesamtweg genannt, kann aber in einem solchen Fall ungleich Null sein. 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Durchschnittsgeschwindigkeit Man verwendet unterschiedliche Definitionen: Auf geschlossenen Wegen kann der Gesamtweg gleich Null sein. 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Weg-Zeit-Diagramm Wie groß ist die Durchschnittsgeschwindigkeit? 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Momentangeschwindigkeit Beispiel: Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit auf der Autobahn,. 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Nicht-lineare Bewegung Momentan-geschwindigkeit im Punkt P 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Momentangeschwindigkeit v(t) Definition: Momentangeschwindigkeit ist gleich der Steigung der Tangente der Kurve im x-t Dia- gramm. Differentialrechnung 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Beispiel: x = c·t2 x / mm Betrachten Sie die Geschwindigkeit (= Steigung) in den Punkten t1, t2 und t3. t / s 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Übungen Zeichnen Sie das v-t-Diagramm Ihres heutigen Weges zur FH. Wie sieht das entsprechende s-t-Diagramm aus? Zeichnen Sie die s-t- und v-t-Diagramme für eine typische PKW Fahrt zwischen zwei Ampeln. Betrachten Sie eine Fahrt mit konstanter Geschwindigkeit. Wie kann man den zurückgelegten Weg bestimmen? Betrachten Sie dazu das s-t- und das v-t-Diagramm. 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe Hinweis Das Unterrichtsmaterials ist über das INTERNET zugänglich: http://www.stud.fh-hannover.de/~schrewe ZIP-Dateien mit den HTML-Files und den Power Point Präsentation finden Sie unter: VOL1/DOCS/MBAU/SCHREWE/... Fragen (jederzeit) auch per e-mail: ulrich.schrewe@mbau.fh-hannover.de 17.09.2018 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe