"Grundwissen Physik" soll ein leicht verständliches Tutorial sein, so das Anliegen des Autors Bernhard Grotz. Die im Buch enthaltenen Grafiken wurden mittels Inkscape erstellt. Die Original-Grafiken zum Kapitel Mechanik finden Sie hier (Teil 3 von 4). Der Teil 3 beinhaltet die Bilder der Abschnitte: - Arbeit, Leistung und Energie - Impuls und Drehimpuls - Mechanik der Festkörper, Flüssigkeiten und Gase - Schwingungen und Wellen
Arbeit, Leistung und Energie: - Abb. 50: Wirkungsgrad eines mechanischen Prozesses („Energiefluss-Diagramm“) Mechanik der Festkörper, Flüssigkeiten und Gase: - Abb. 51: Richtungen der einwirkenden Kräfte bei einer Dehnung - Abb. 52: Diagramm der Dehnung eines metallischen Festkörpers in Abhängigkeit von der einwirkenden Zugspannung - Abb. 53: Richtungen der einwirkenden Kräfte bei einer Stauchung - Abb. 54: Richtungen der im Material entstehenden Spannungen bei einer Biegung - Abb. 55: Beispiel von scherenden Kräften auf eine Gewindestange - Abb. 56: Richtungen der einwirkenden Kräfte bei einer Scherung - Abb. 57: Druck in Flüssigkeiten am Beispiel des Kolbendrucks in einer Spritze - Abb. 58: Druckausbreitung am Beispiel eines Druckfortpflanzungs-Apparates - Abb. 59: Schweredruck einer Flüssigkeitssäule - Abb. 60: Gleiche Wasserniveaus bei verbundenen Gefäßen unterschiedlicher Form (hydrostatisches Paradoxon) - Abb. 61: Messung eines externen Drucks 𝑝ext mit Hilfe eines U-Rohr-Manometers - Abb. 62: „Gleichgewicht“ an einer hydraulischen Anlage - Abb. 63: Schematischer Aufbau eines Druckwandlers - Abb. 64: Die Auftriebskraft in Flüssigkeiten - Abb. 65: Dichtemessung einer Flüssigkeit mit Hilfe eines Aräometers - Abb. 66: Strömungsgeschwindigkeiten bei unterschiedlichen Rohrquerschnitten (Kontinuitätsbedingung) - Abb. 67: Geschwindigkeitsprofil zweier aneinander gleitender Platten mit einer dünnen, viskosen Flüssigkeitsschicht - Abb. 68: Prinzip eines Kugelfall-Viskosimeters - Abb. 69: Geschwindigkeitsprofil einer laminaren Strömung in einer Rohrleitung - Abb. 70: Volumenstromstärke-Druckdifferenz-Diagramm einer Newtonschen und einer Nicht-Newtonschen Flüssigkeit - Abb. 71: Kohäsionskräfte und resultierende Oberflächenspannung einer Flüssigkeit - Abb. 72: Experimentelle Bestimmung der Oberflächenspannung durch Herausziehen einer „Wasserhaut“ mittels eines Drahtbügels - Abb. 73: Kohäsionskraft 𝐹K und Addhäsionskraft 𝐹A bei einer schlecht und einer gut benetzenden Flüssigkeit - Abb. 74: „Tropfenform“ bei einer schlecht benetzenden, einer gut benetzenden und einer ideal benetzenden Flüssigkeit - Abb. 75: Kapillardepression und Kapillaraszension bei nicht benetzenden beziehungsweise benetzenden Flüssigkeiten - Abb. 76: Das Boyle-Mariottsche Gesetz: Indirekte Proportionalität zwischen Druck und Volumen - Abb. 77: Veranschaulichung der Größe des „normalen“ Luftdrucks (1 bar)
Schwingungen und Wellen: - Abb. 78: Das Schaukeln als mechanische Schwingung - Abb. 79: Periodische Veränderung physikalischer Größen beim Pendel - Abb. 80: Eine Kugel in einer „Half-Pipe“ erfährt bei Auslenkung eine zur Gleichgewichtslage rückwirkende Kraft. - Abb. 81: Vertikale Schwingung eines an einer Schraubenfeder aufgehängten Gewichts - Abb. 82: Zeitlicher Verlauf einer Schwingung mit geschwindigkeitsabhängiger beziehungsweise konstanter Dämpfung - Abb. 83: Amplitude einer erzwungenen Schwingung in Abhängigkeit von der anregenden Frequenz. Hellere Kurven kennzeichnen eine schwächere Dämpfung. - Abb. 84: Schematischer Aufbau eines Fadenpendels - Abb. 85: Schematischer Aufbau eines Physikalischen Pendels - Abb. 86: Skizze zur Herleitung der Energiebilanz bei einem Fadenpendel - Abb. 87: Zeigerdarstellung einer sinusförmigen Schwingung - Abb. 88: Formen mechanischer Wellen: Seilwelle, Wasserwelle und Luftwelle (Schall) - Abb. 89: Wellenfronten und Ausbreitungsrichtungen bei linearen und kreisförmigen Wellen - Abb. 90: Überlagerung zweier sinusförmiger Wellen gleicher Frequenz und gleichen bzw. unterschiedlichen Amplituden - Abb. 91: Überlagerung zweier sinusförmiger Wellen unterschiedlicher Frequenz und gleichen bzw. unterschiedlichen Amplituden - Abb. 92: Überlagerung zweier sinusförmiger Wellen geringfügig unterschiedlicher Frequenz (Schwebung) - Abb. 93: Interferenz zweierWellen mit gleich großer Amplitude und entgegengesetzt gleich großer Ausbreitungsgeschwindigkeit 𝑣 - Abb. 94: Interferenz zweier kreisförmiger Wellen - Abb. 95: Räumliche Ausbreitung einer Welle zur Zeit 𝑡0 - Abb. 96: Räumliche Ausbreitung einer Welle zur Zeit 𝑡1
Anmerkungen
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