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Mit der relativistischen Deutung der Masse ergibt sich für die Relativitätstheorie auch ein relativistischer Impuls, der berechnet werden kann mit der Gleichung:

$\overrightarrow{p}=m(v)\cdot \overrightarrow{v}=\frac{m_0}{\sqrt{1-v^2/c^2}}\cdot \overrightarrow{v}=k\cdot m_0\cdot \overrightarrow{v}$

Mit dem relativistischen Impuls kann auch der Kraftbegriff relativistisch dargestellt werden.

Die Frage, ob zwei Ereignisse an verschiedenen Orten gleichzeitig stattfinden, ist nicht nur von theoretischem, sondern auch von praktischem Interesse. So benötigt man z.B. für viele Anwendungen (Satellitennavigationssysteme, Steuerung von Raumflugkörpern) eine weltweit abgestimmte Zeitskala, die durch Synchronisation von Atomuhren realisiert wird. Allgemein gilt:
Zwei Ereignisse an voneinander getrennten Orten erfolgen in einem Inertialsystem dann gleichzeitig, wenn das zur Zeit der Ereignisse ausgesendete Lichtsignal sich in der Mitte ihrer Verbindungslinie trifft.

Die Masse ist ein Maß für die Schwere und die Trägheit eines Körpers. In der klassischen Physik wird sie als konstant angesehen. In der speziellen Relativitätstheorie ist es möglich, sie als abhängig von der Geschwindigkeit zu interpretieren, um experimentelle Tatsachen zu erklären. Für diese relativistische Masse $m_{\text{rel}}$ gilt dann:

$$m_\text{rel}=\frac{m_0}{\sqrt{1-\frac{v^2}{c^2}}}$$Mittlerweile wird diese Interpretation allerdings vermieden. In der aktuellen Forschung wird die Masse auch in Bezug auf die Relativitätstheorie als konstant angenommen.

In der klassischen Physik setzt sich die Energie eines Körpers additiv aus den Energieformen zusammen, die er hat. Masse und Energie sind voneinander unabhängige Größen.
In relativistischer Betrachtungsweise spielt wegen der Äquivalenz von Masse und Energie die Masse des Körpers für die ihm zuzuordnende Energie eine wichtige Rolle. Dabei ist zwischen seiner Ruheenergie und seiner Gesamtenergie zu unterscheiden.

1982 wurde erstmals die bis dahin den Militärs vorbehaltene Satellitennavigation der Allgemeinheit zugänglich gemacht. Inzwischen gibt es eine Reihe von Systemen, die für die zivile Nutzung entwickelt wurden.
Mithilfe des Global Positioning System (GPS), eines spezielle Satellitennavigationssystems, lassen sich rund um die Uhr an jedem Punkt der Welt und bei jedem Wetter Angaben über eine genaue dreidimensionale Position (Länge, Breite, Höhe) sowie Geschwindigkeit und Zeit machen.

ALBERT EINSTEIN, der 1905 die spezielle Relativitätstheorie veröffentlichte, stellte selbst die wichtigste Inhalte dieser Theorie in vielen Vorträgen und Veröffentlichungen dar. Dabei versuchte er die Grundgedanken der neuen Theorie in möglichst einfacher und gut überschaubarer Weise zu formulieren. Ein Beispiel dafür sind die nachfolgenden Auszüge aus einer Arbeit von ihm, die 1916 unter dem Titel „Über die spezielle und die allgemeine Relativitätstheorie“ veröffentlicht wurde.

Die von Albert Einstein entwickelte spezielle Relativitätstheorie führte zu neuen Vorstellungen von Zeit und Raum. Die Äquivalenz von Masse und Energie ist die Grundlage für das Verständnis von Kernumwandlungen und den damit verbundenen energetischen Prozessen. Die von Einstein vorhergesagte Ablenkung von Licht an großen Massen wurde durch astronomische Beobachtungen bestätigt. Moderne Kommunikationstechnik wie GPS wäre ohne Kenntnis der Relativitätstheorie nicht möglich gewesen. Im Test können Sie Ihre Kenntnisse über ausgewählte Bereiche der Relativitätstheorie prüfen.

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In der klassischen Physik wird von einer absoluten Zeit ausgegangen, die überall gleichmäßig verläuft. In der speziellen Relativitätstheorie dagegen ist der Zeitbegriff zu relativieren. Die Zeit ist nicht absolut, sondern es gilt vielmehr: Eine bewegte Uhr geht langsamer als eine ruhende Uhr. Ein physikalischer Vorgang dauert in seinem Ruhesystem nicht so lange wie der gleiche Vorgang in einem dazu bewegten System. Diese Erscheinung wird als Zeitdilatation bezeichnet.

Die Relativität der Zeitmessung wird häufig am Beispiel von Zwillingen diskutiert, die sich in zueinander bewegten Inertialsystemen befinden und wegen der Zeitdilatation unterschiedlich schnell altern. Bezeichnet wird diese Erscheinung als Zwillingsparadoxon.

Auf der Sonne beobachtet man verschiedene Aktivitätserscheinungen. Zu den Formen der Sonnenaktivität gehören Sonnenflecken, Sonnenfackeln, Protuberanzen und Eruptionen. Diese verschiedenen Aktivitätserscheinungen sind teilweise miteinander verbunden und treten periodisch gehäuft auf.

Unser Planetensystem oder Sonnensystem besteht aus einem Stern im Zentrum, 9 großen Planeten, mehr als 100 Monden, zahlreichen Planetoiden, Kometen, Meteoroiden sowie gas- und staubförmigen Stoffen im interplanetaren Raum. Insgesamt besitzt des Planetensystem eine flache Grundstruktur, da die Bahnen der größeren Himmelskörper dieses Systems nahezu in einer Ebene verlaufen.

* 31.08.1821 Potsdam
† 08.09.1894 Berlin-Charlottenburg

Er war ein bedeutender Physiologe und Physiker, schuf eine umfassende Formulierung des Energieerhaltungssatzes, erfand den Augenspiegel zur Untersuchung des Augenhintergrundes und leistete als erster Leiter der Physikalisch-Technischen Reichsanstalt in Berlin-Charlottenburg wichtige Beiträge dazu, dass sich Berlin Ende des 19. Jahrhundert zu einem Zentrum physikalischer Forschung entwickelte.

* 18.07.1635 Freshwater
† 03.03.1703 London

Er war ein bedeutender englischer Naturforscher, fand das nach ihm benannte Gesetz über die Proportionalität zwischen Dehnung und Belastung bei einer Spiralfeder, entdeckte die Korkzellen, konstruierte ein Teleskop, ein Quecksilberbarometer und einen selbst registrierenden Regenmesser.

Alles, was man mit den Ohren wahrnehmen kann, ist Schall. Die Ohren sind unser „Empfangsorgan“. Der Mensch kann nur Schall in einem Frequenzbereich von 16 Hz bis 20.000 Hz bei Druckschwankungen von
0,000.02 Pa bis 20 Pa wahrnehmen. Diesen Bereich bezeichnet man als Hörbereich des Menschen. Davon zu unterscheiden ist der Stimmumfang. Das ist der Bereich, in dem der Mensch mit seiner Stimme selbst Schall erzeugt.
Tiere habe zumeist einen anderen Hörbereich und einen anderen Stimmumfang als der Mensch. Auch mit technischen Geräten kann man Schall erzeugen und empfangen, der außerhalb oder innerhalb des Hörbereiches bzw. des Stimmumfanges des Menschen liegen kann.

Hubschrauber, auch Drehflügler oder Helikopter genannt, sind Fluggeräte, die vertikal starten und landen können. Im Horizontalflug kann die Geschwindigkeit kontinuierlich zwischen null und dem Maximalwert (meist um 250 km/h) verändert werden. Der erste praktisch einsetzbare Hubschrauber wurde erst 1937 konstruiert.
Genutzt wird bei Hubschraubern, dass durch die Drehbewegung von Rotoren ein Auftrieb entsteht, der das Fliegens sowie das senkrechte Starten und Landen ermöglicht.

* 14.04.1629 Den Haag
† 08.07.1695 Den Haag

Er war ein bedeutender niederländischer Physiker, Mathematiker und Astronom, der u. a. die Gesetze der Pendelbewegung untersuchte und die erste Pendeluhr erfand, das nach ihm benannte Prinzip der Ausbreitung von Lichtwellen formulierte (huygenssches Prinzip) und die Wellentheorie des Lichtes entwickelte. Bei seinen astronomischen Untersuchungen entdeckte er u. a. den Jupitermond Titan, den Saturn-Ring und den Orionnebel.

Der niederländische Physiker CHRISTIAAN HUYGENS (1629-1695) entwickelte das nach ihm benannte Prinzip der Ausbreitung von Wellen:

Jeder Punkt, der von einer Welle getroffen wird, ist Ausgangspunkt einer kreis- oder kugelförmigen Elementarwelle. Die Elementarwellen überlagern sich zu einer neuen Wellenfront.

Mithilfe des huygensschen Prinzips kann man die Ausbreitung von Wellen, die Reflexion und Brechung sowie die Beugung beschreiben und erklären.
Der französische Naturforscher AUGUSTIN JEAN FRESNEL (1788-1827) erweiterte das huygenssche Prinzip zum huygens-fresnelschen Prinzip, mit dem auch die Interferenz von Wellen erklärt werden kann.

Hydraulische und pneumatische Anlagen sind kraftumformende Einrichtungen, bei denen die gleichmäßige und allseitige Ausbreitung des Druckes in Flüssigkeiten bzw. in Gasen genutzt wird. Dabei werden durch Kolbendruck Kräfte übertragen sowie deren Betrag oder deren Richtung geändert.
Beispiele für solche Anlagen sind Hebebühnen, hydraulische Pressen, Wagenheber, Bremsen oder Türöffner bei Bussen und Schienenfahrzeugen.

Für den Impuls gilt wie für die Energie und den Drehimpuls ein Erhaltungssatz, der als Impulserhaltungssatz oder als Gesetz von der Erhaltung des Impulses bezeichnet wird. Er lautet:

In einem kräftemäßig abgeschlossenen System bleibt der Gesamtimpuls erhalten. Es gilt:
$\overrightarrow{p}={\displaystyle \sum _{i=1}^n{\overrightarrow{p}}_i}={\displaystyle \sum _{i=1}^n{m}_i\cdot {\overrightarrow{v}}_i}=\text{konstant}$
 

* 24.12.1818 Salford bei Manchester
† 11.10.1889 Sale bei London

Er war ein englischer Physiker, maß das mechanische Wärmeäquivalent und legte damit wesentliche Grundlagen für die Entdeckung des Gesetzes von der Erhaltung der Energie.
Nach ihm ist die heute gebräuchliche Einheit der Energie - das Joule (1 J) benannt.

Das Aufsteigen von Flüssigkeiten in engen Röhren (Kapillaren) oder Hohlräumen wird als Kapillarität bezeichnet. Man kann sie z.B. unmittelbar beobachten, wenn man ein Stück Zucker mit einer Ecke in Tee oder Kaffee hält.
Für die Kapillarität gilt: Je enger eine Röhre oder ein Hohlraum ist, umso höher steigt beispielsweise Wasser. Ursache für die Kapillarität sind die Molekularkräfte und die sich daraus ergebende Oberflächenspannung der Flüssigkeit.
Es gibt auch Flüssigkeiten, bei denen genau der umgekehrte Effekt auftritt, also die Flüssigkeit in einer engen Röhre nicht aufsteigt, sondern abfällt.

* 27.12.1571 Weil
† 15.11.1630 Regensburg

Er war einer der bedeutendsten Astronomen der frühen Neuzeit und entdeckte die nach ihm benannten drei Gesetze der Planetenbewegung, die keplerschen Gesetze. Damit gehört er neben NIKOLAUS KOPERNIKUS, GALILEO GALILEI und ISAAC NEWTON zu den Wegbereitern eines neuen wissenschaftlichen Weltbildes, mit dem mittelalterliche Auffassungen überwunden und naturwissenschaftliche Erkenntnisse Grundlage der Vorstellungen wurden.

Der Astronom JOHANNES KEPLER (1571-1630) entdeckte die grundlegenden Gesetze der Planetenbewegung. Die nach ihm benannten drei keplerschen Gesetze machen Aussagen über die Bahnform von Planeten und die Stellung der Sonne (1. keplersches Gesetz), die Bewegung von Planeten längs ihrer Bahn (2. keplersches Gesetz) sowie den Zusammenhang zwischen der Größe der Bahn und der Zeit für einen Umlauf um die Sonne (3. keplersches Gesetz).

Zwischen den Teilchen von Stoffen wirken zwischenmolekulare Kräfte, auch Molekularkräfte genannt. Die Erscheinung, dass zwischen den Teilchen eines Körpers anziehende Kräfte wirken, wird als Kohäsion bezeichnet. Die zwischen den Teilchen wirkenden Kräfte heißen Kohäsionskräfte.
Die Erscheinung, dass zwischen den Teilchen verschiedener Körper anziehende Kräfte wirken, wird als Adhäsion bezeichnet. Die zwischen den Teilchen wirkenden Kräfte heißen Adhäsionskräfte.
Eine Folge der Molekularkräfte ist die Oberflächenspannung, die unter anderem dazu führt, dass Regentropfen die Form einer Kugel einnehmen.

Die Geschwindigkeiten, die ein Körper mindestens erreichen muss, um von einem Himmelskörper aus auf eine Bahn um diesem Himmelskörper zu gelangen oder um diesen Himmelskörper zu verlassen, bezeichnet man als kosmische Geschwindigkeiten. Unterschieden wird zwischen

• der 1. kosmischen Geschwindigkeit (minimale Keisbahngeschwindigkeit),
• der 2. kosmischen Geschwindigkeit (Fluchtgeschwindigkeit) und
• der 3. kosmischen Geschwindigkeit.