Fachhochschule Hannover Fakultät 2

Präsentation zum Thema: "Fachhochschule Hannover Fakultät 2"—  Präsentation transkript:

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

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

3 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????? Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

4 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 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

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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. Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

6 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. Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

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

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Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

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11 Grundbegriffe Kinematik

12 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? Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

13 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,….. Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

14 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 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

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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) Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

16 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 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

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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 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

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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 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

19 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 ! Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

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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? Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

21 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: Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

22 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. Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

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

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

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

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

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

28 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 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

29 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. Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe

30 Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe
Hinweis Das Unterrichtsmaterials ist über das INTERNET zugänglich: ZIP-Dateien mit den HTML-Files und den Power Point Präsentation finden Sie unter: VOL1/DOCS/MBAU/SCHREWE/... Fragen (jederzeit) auch per Brückenkurs Physk SS10 von U. J. Schrewe