Übungsbuch Physik für Dummies

Steven Holzner hat über 100 Bücher geschrieben, darunter »Physik für Dummies«. Er arbeitete als Dozent am MIT und versteht es komplexe Sachverhalte leicht verständlich darzustellen.

• Über den Autoren 9Widmung 9Danksagung 9Über die Übersetzer 9Einleitung 19Über dieses Buch 19Konventionen in diesem Buch 19Falsche Voraussetzungen 20Wie dieses Buch aufgebaut ist 20Teil I: Physik in Bewegung 20Teil II: Mit voller Kraft 20Teil III: Voller Energie an die Arbeit 20Teil IV: Warme Lehre 21Teil V: Ständig unter Strom: Elektrizität 21Teil VI: Der Top-Ten-Teil 21Die Symbole in diesem Buch 21Los geht’s 22Teil I: Physik in Bewegung 23Kapitel 1 Einstieg in die Physik 25Das Weltall vermessen 25Vereinfachung durch wissenschaftliche Schreibweise 27Umrechnung von Einheiten 29Mehrstufige Umrechnungen 31Umrechnung von Zeitangaben 32Beschränkung auf signifikante Stellen 33Auffrischung einiger Algebra-Kenntnisse 34Ihre Trigonometrie-Kenntnisse auffrischen 36Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 37Kapitel 2 Die großen Drei: Beschleunigung, Weg und Zeit 43Von A nach B: Wege 43Den Tacho ablesen 45Bleifuß oder ganz sachte: Beschleunigung 46Die Verbindung von Beschleunigung, Zeit und Weg 48Die Verbindung von Geschwindigkeit, Beschleunigung und Weg 51Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 52Kapitel 3 Vektoren: Die Richtung muss stimmen 59Was Vektoren sind 59Noch eine Darstellung: Vektorkomponenten 61Von Länge und Winkel zu den Komponenten … 63…und wieder zurück 64Das Addieren von Vektoren 66Bewegung als Vektor 70Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 72Teil II: Mit voller Kraft 79Kapitel 4 Kraft anwenden 81Das erste newtonsche Gesetz 81Das zweite newtonsche Gesetz 82Kraft ist ein Vektor 85Wie Sie Gesamtkraft und Beschleunigung ausrechnen 87Gewicht und Masse unterscheiden 89Das dritte newtonsche Gesetz 91Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 92Kapitel 5 Mit schiefen Ebenen arbeiten 103Schiefe Vektoren 103Beschleunigung auf der Rampe 106Die Rampe herunterrutschen: Geschwindigkeit 107Macht viel Mühe: Der Reibungskoeffizient 108Wenn sich gar nichts bewegt: Haftreibung 110Immer in Bewegung bleiben: Gleitreibung 111Haftreibung entlang einer Rampe 112Gleitreibung entlang einer Rampe 113Beschleunigung mit Reibung 115Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 116Kapitel 6 Immer rundherum: Kreisbewegung 125Winkel umrechnen 125Umlaufzeit und Frequenz 127Das andere Tempo: Die Winkelgeschwindigkeit 128Rasende Rotation: Winkelbeschleunigung 131Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung und Winkel 132Mehr Rechnungen mit Winkelbeschleunigung, Winkel und Winkelgeschwindigkeit 134Was die Sache zusammenhält: Die Zentripetalbeschleunigung 135Was dahintersteckt: Die Zentripetalkraft 137Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 138Teil III: Voller Energie an die Arbeit 145Kapitel 7 Arbeit, nichts als Arbeit 147Der physikalische Blick auf die Arbeit 148Keine Kraft bleibt außen vor 149Jetzt wird’s dynamisch: Die kinetische Energie 151Von der Arbeit zur kinetischen Energie und zurück 153Alle Möglichkeiten offen: Die potenzielle Energie 155Leistung lohnt sich 157Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 159Kapitel 8 Bewegende Anstöße: Der Impuls und die kinetische Energie 169Kräftig gestoßen 169Eine impulsive Größe 171Der Zusammenhang von Kraftstoß und Impuls 172Impulserhaltung 173Erhaltung der kinetischen Energie – oder nicht 175Stöße in der zweiten Dimension 177Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 181Kapitel 9 Total verdreht: Rotationsbewegungen 191Berechnung der Tangentialgeschwindigkeit 191Bestimmung der Tangentialbeschleunigung 193Winkelgeschwindigkeit als Vektor 195Winkelbeschleunigung als Vektor 196Der richtige Dreh: Das Drehmoment 197Wenn sich nichts dreht: Rotationsgleichgewicht 200Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 203Kapitel 10 Ein Moment der Trägheit 209Newton dreht durch 209Verschiedene Trägheitsmomente 211Drehen ist Arbeit! 214Die Energie ist rund 215Rampen runterrollen 217Drollig oder drallig? Der Drehimpuls 219Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 220Kapitel 11 Hin und zurück: Die harmonische Schwingung 227Das hookesche Gesetz 227Mathematisch korrekt: Die Schwingungsgleichung 229Eine wichtige Periode 231Wie schnell ist das denn? 232Beschwingte Beschleunigung 234Die Federkonstante als Materialeigenschaft 235Die Energiefrage 237Locker auspendeln 238Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 239Teil IV: Warme Lehre 247Kapitel 12 Manche mögen’s heiß: Thermodynamik 249Die verschiedenen Temperaturskalen 249In die Länge gezogen: lineare Wärmeausdehnung 251In alle Richtungen: Volumenausdehnung 254Wie man Wärme speichert 255Im Geheimversteck: Die latente Wärme 257Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 259Kapitel 13 Wärmeausbreitung und Gastheorie 267Wärme unterwegs, Teil 1: Konvektion 267Wärme unterwegs, Teil 2: Wärmeleitung 268Wärme unterwegs, Teil 3: Wärmestrahlung 271Eine ganz große Nummer: Die Avogadro-Zahl 273Besser geht’s nicht: Das ideale Gasgesetz 275Moleküle in Bewegung 276Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 277Kapitel 14 Alles über Wärme und Arbeit 285Der erste Hauptsatz der Thermodynamik 285Konstanter Druck: Isobare Prozesse 286Konstantes Volumen: Isochore Prozesse 289Konstante Temperatur: Isotherme Prozesse 290Bei konstanter Wärme: Adiabatische Prozesse 292Wo die Wärme hingeht: Der zweite Hauptsatz der Thermodynamik 295Wärme arbeiten lassen: Wärme-Kraft-Maschinen 296Besser geht’s nicht: Die Carnot-Maschine 299Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 300Teil V: Ständig unter Strom: Elektrizität 307Kapitel 15 Statische Elektrizität: Wenn Elektronen ruhen 309Elektrische Ladungen betrachten 309Kraftvoll durch Ladung 310Elektrische Kräfte als Vektoren 312Wirkung in der Ferne: Elektrische Felder 313Ein Beispiel aus der Praxis: Der Plattenkondensator 315Jetzt wird’s spannend 317Das elektrische Potenzial von Punktladungen 319Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 321Kapitel 16 Leitende Aufgaben: Stromkreise 329Die elektrische Stromstärke 329URIg: Das ohmsche Gesetz 330Leistung unter Strom 332Einer nach dem anderen: Reihenschaltungen 333Viele Wege führen nach Rom: Parallelschaltungen 335Knoten und Maschen: Die kirchhoffschen Regeln 337Lösungen der Aufgaben in diesem Kapitel 340Teil VI: Der Top-Ten-Teil 351Kapitel 17 Zehn häufige Fehler beim Lösen von Physikaufgaben 353Vermischung von Einheiten 353Angabe von Lösungen in falschen Einheiten 353Verwechseln von Radiant und Grad 354Sinus und Kosinus durcheinanderbringen 354Vektoren müssen als Vektoren behandelt werden 354Vernachlässigung der latenten Wärme 355Keine Zwischenergebnisse runden! 355Falsche Vorzeichen bei Anwendung der kirchhoffschen Regeln 355Falsche Addition von Widerständen 355Messungenauigkeit ignorieren 356Stichwortverzeichnis 357