Ein kompaktes Lehrbuch für Studieneinsteiger*innen an Fachhochschulen mit Physik als Nebenfach. Die Stoffauswahl orientiert sich an den Lehrplänen der technischen Fächer, wie z. B. Maschinenbau und Luft- und Raumfahrtechnik. Die wesentlichen physikalischen Gesetze der klassischen Physik werden prägnant erklärt, ohne die Vermittlung der grundlegenden Zusammenhänge zu vernachlässigen. Daher wird dem Verständnis der Vorzug gegeben an Stelle einer mathematisch eleganten, formalen Herleitung. Neben den Kernthemen der klassischen Physik bildet die inkompressible Fluiddynamik einen weiteren Schwerpunkt. Damit wird der Grundstein gelegt, um die Physik hinter den technischen Fragestellungen im Ingenieurwesen zu verstehen. Verständnisfragen und Aufgaben ermöglichen eine Selbstüberprüfung des Wissens im ersten Studienjahr. Das Lehrbuch ist geeignet für Studieneinsteiger*innen, die Physik als Grundkurs hatten oder bei denen das Abitur mehr als ein Jahr zurückliegt.
Author(s): Heribert Bieler
Series: erfolgreich studieren
Edition: 1
Publisher: Springer Vieweg
Year: 2023
Language: German
Commentary: Publisher PDF | Published: 25 November 2023
Pages: x, 264
City: Wiesbaden
Tags: Newton’sches Gesetz; Kirchhoff’sche Regeln; Wellengleichung; Linsengleichung; Brechung; Ohm’sches Gesetz; Bernoulli-Gleichung; Stromfadentheorie; Grenzschichtkonzept; Strömungsablösung; Zirkulation; Auftrieb
Vorwort
Symbolverzeichnis
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung: Physikalische Größen und Messungen
Literatur
2 Mechanik starrer, punktförmiger Körper
2.1 Kinematik
2.2 Dynamik und Gesetze von Newton
2.2.1 Das erste newtonsche Gesetz
2.2.2 Das zweite newtonsche Gesetz
2.2.3 Das dritte newtonsche Gesetz
2.2.4 Anwendungen der newtonschen Gesetze
2.2.5 Empirische Beschreibung von Gleit- und Haftreibung
2.2.6 Gleitreibung
2.2.7 Haftreibung
2.3 Die Erhaltungsgrößen Energie, Impuls und Drehimpuls
Literatur
3 Elektrizität und Magnetismus
3.1 Elektrostatik – Gesetz von Coulomb
3.2 Gleichströme
3.3 Elektrische und magnetische Felder
3.4 Elektromagnetische Induktion und Wechselstromkreise
Literatur
4 Geometrische Optik
4.1 Idealisierung von Licht als Ausbreitung von Strahlen
4.2 Reflexion
4.3 Brechung
4.4 Abbildung durch Linsen
Literatur
5 Phänomenologische Wärmelehre
5.1 Phänomene Wärme und Temperatur
5.2 Ausdehnung von Körpern
5.3 Arbeit, Wärme und Wärmekapazität
5.4 Ideales Gas
5.5 Wärmetransport: Leitung, Konvektion, Strahlung
Literatur
6 Schwingungen und Wellen
6.1 Schwingungen
6.2 Wellen
6.2.1 Einführung in Akustik
Literatur
7 Grundbegriffe der Fluidmechanik und Hydrostatik
Literatur
8 Stromfadentheorie der inkompressiblen Fluidmechanik
8.1 Linien in der Fluidmechanik
8.2 Stromfadenkonzept
8.3 Massenerhaltung entlang eines Stromfadens
8.4 Impulserhaltung entlang eines reibungsfreien Stromfadens
8.5 Bernoulli-Gleichung (Integral der reibungsfreien Impulserhaltung)
8.6 Impulsbilanz längs einer Stromlinie
Literatur
9 Reibung und Grenzschichtströmungen
9.1 Navier-Stokes-Gleichungen (inkompressibel)
9.2 Grenzschichtgleichungen (Prandtl)
9.3 Blasius Lösung der Grenzschichtgleichungen
9.4 Kraftwirkung der Grenzschicht
9.5 Hydrodynamische Instabilitäten
9.6 Reynoldssche Gleichungen
9.7 Einführung in Turbulenzmodelle
9.8 Couette-Strömung
9.9 Turbulente Plattengrenzschicht
Literatur
10 Innenströmungen mit Reibung
10.1 Ebene Kanalströmung
10.2 Laminare Strömung in runden Rohren (Hagen-Poiseuille)
10.3 Raue Rohre
10.4 Druckverluste beim Carnot Diffusor
Literatur
11 Außenströmungen und Kräfte
11.1 Widerstand einfacher Konfigurationen
11.2 Widerstand bei umströmten stumpfen Körpern
11.3 Strömungswiderstand einer Kugel
11.4 Entstehung der Ablösung
11.5 Kräfte an umströmten schlanken Körpern
11.5.1 Auftrieb nach Kutta-Joukowski
11.6 Zweidimensionale Profilumströmung
11.7 Auftrieb im Rahmen der Theorie idealer Fluide
11.8 Einfluss auf Beiwerte: Wölbung, Reynolds-Zahl, Ablösung, Transition
Literatur
Stichwortverzeichnis
