7690 Suchergebnisse

Manometer oder Druckmesser sind Geräte, mit denen man den Druck in Flüssigkeiten und Gasen sowie den Druck messen kann, den feste Körper ausüben. Die einfachste Form von Manometern sind U-Rohr-Manometer, auch Flüssigkeitsmanometer genannt, und Membran-Manometer. Zur Druckmessung werden auch Drucksensoren unterschiedlicher Bauart verwendet.
Geräte zur Messung des Luftdrucks werden als Barometer bezeichnet.

Bei der Beschreibung der Bewegung von Körpern oder der Wirkung von Kräften auf Körper ist es an vielen Stellen sinnvoll, nicht den jeweiligen realen Körper, sondern ein Modell von ihm zu betrachten. Das ermöglicht es überhaupt erst, physikalische Gesetze in überschaubarer Weise zu formulieren. Je nachdem, ob man die Abmessungen eines Körpers vernachlässigen kann oder nicht, nutzt man die Modelle Massepunkt oder starrer Körper.
Während man sich bei dem Modell Massepunkt die gesamte Masse eines Körpers in einem Punkt vereinigt denkt, wird beim Modell starrer Körper der reale Körper als System von starr miteinander verbundenen Masseelementen betrachtet.

Man unterscheidet grundsätzlich zwischen der trägen und der schweren Masse. Die träge Masse ist ein Maß dafür, wie sehr sich ein Körper einer Bewegungsänderung widersetzt, die schwere Masse gibt an, wie schwer oder leicht ein Körper ist. Experimentell kann die Äquivalenz der schweren und trägen Masse nachgewiesen werden.
In der klassischen Mechanik ist die Masse eine Erhaltungsgröße und somit unabhängig vom Ort und Bewegungszustand des Körpers. In der relativistischen Mechanik ist sie jedoch eine Funktion der Geschwindigkeit und nimmt mit dieser zu. Man spricht von der relativistischen Massezunahme.
Zur experimentellen Bestimmung der Masse benutzt man Waagen, die es in den unterschiedlichsten Bauarten gibt und die auf verschiedenen physikalischen Gesetzten beruhen.

* 25.11.1814 Heilbronn
† 20.03.1878 Heilbronn

Er war ein deutscher Arzt und Naturforscher und entwickelte, ausgehend von medizinischen Erkenntnissen, die Idee von der Gleichwertigkeit, Konstanz und Überführbarkeit der damals bekannten Energieformen. Damit war er der Erste, der den allgemeinen Energieerhaltungssatz formulierte.

* 04.01.1643 Woolsthorpe
† 31.03.1727 Kensington.

Er war ein englischer Physiker, Mathematiker und Astronom und einer der bedeutendsten Naturwissenschaftler der Geschichte. NEWTON entdeckte die Gravitation als universelle Kraft, die das Sonnensystem zusammenhält. Er fand die Grundgesetze der Mechanik und führte die Begriffe Kraft und Masse ein, entdeckte die Farbzerlegung des Lichtes und erklärte optische Erscheinungen mit seiner Korpuskeltheorie. In der Mathematik leistete NEWTON einen entscheidenden Beitrag zur Entwicklung der Differentialrechnung.

ISAAC NEWTON (1643-1727) entdeckte einen grundlegenden Zusammenhang zwischen Kraft, Masse und Beschleunigung, der als 2. newtonsches Gesetz, Grundgesetz der Mechanik oder newtonsches Grundgesetz bezeichnet wird und lautet:

$\begin{array}{l}\overrightarrow{F}=m\cdot \overrightarrow{a}\\ F\text{auf einen Körper wirkende (resultierende) Kraft}\\ m\text{Masse des Körpers}\\ a\text{Beschleunigung des Körpers}\end{array}$

Etwas allgemeiner kann man auch formulieren:

$\begin{array}{l}\overrightarrow{F}=\frac{\Delta \overrightarrow{p}}{\Delta t}\text{oder in differenzieller Schreibweise}\overrightarrow{F}=\frac{\text{d}\overrightarrow{p}}{\text{d}t}\\ \text{Dabei bedeuten:}\Delta \overrightarrow{p}\text{, d}\overrightarrow{p}\text{Impulsänderung des Körpers}\\ \Delta t\text{, d}t\text{Zeitintervall}\\ \\ \end{array}$

Wichtige Größen zur Beschreibung der Bewegung von Körpern sind der Ort und der Weg, den ein Körper zurücklegt.
Unter dem Ort x, an dem sich ein Körper befindet, versteht man seine Lage in einem Bezugssystem zu einem bestimmten Zeitpunkt. Der Ort kann sich mit der Zeit ändern.
Der davon zu unterscheidende Weg s gibt an, wie groß die Länge der Bahn zwischen zwei Orten bei einer Bewegung ist.

* 19.02.1623 Clermont/Auvergne
† 19.08.1662 Paris

Er war ein französischer Mathematiker, Naturforscher und Philosoph, schrieb bereits mit 17 Jahren eine Abhandlung über Kegelschnitte und konstruierte Additions- und Subtraktionsmaschinen. Zu seinen physikalischen Forschungen gehört die Untersuchung der Abhängigkeit des Luftdrucks von der Höhe.
Nach BLAISE PASCAL sind die Einheit des Druckes (ein Pascal, 1 Pa) und die von N. WIRTH entwickelte Programmiersprache benannt.

In der Physik wird ein von seiner Umgebung abgegrenzter Bereich als System oder als physikalisches System bezeichnet. Je nach der Art der Abgrenzung zwischen System und Umgebung unterscheidet man zwischen offenen, geschlossenen und abgeschlossenen Systemen.
Physikalische Größen, die in einem abgeschlossenen System einen bestimmten Betrag haben, bezeichnet man als Erhaltungsgrößen. Solche Erhaltungsgrößen sind z.B. die Energie, der Impuls und der Drehimpuls.

Potenzielle Energie und Potenzial sind wichtige Größen zur Charakterisierung eines Gravitationsfeldes.
Die potenzielle Energie eines Körpers ist von der Stärke des Gravitationsfeldes, von seiner Masse und davon abhängig, auf welches Bezugsniveau man die potenzieller Energie bezieht. In der Physik ist es üblich, die potenzielle Energie im Unendlichen null zu setzen.
Das Potenzial charakterisiert das Feld und ist damit eine Feldgröße. Unter dem Potenzial eines Punktes im Gravitationsfeld versteht man einen Zustand des Feldes, der ein Maß für die potenzielle Energie eines Körpers im betreffenden Punkt ist, wobei als Bezugspunkt (Nullniveau) ein Punkt im Unendlichen gewählt wird.

Das Periodensystem der Elemente (PSE) enthält zu allen Elementen Informationen über wichtige Eigenschaften, Elektronenkonfigurationen, Vorkommen, Verbindungen und die wichtigsten Verwendungen. Außerdem sind jeweils wichtige Stoffkonstanten und die Häufigkeit des Vorkommens in der Natur angegeben. Dazu gehört auch eine Übersicht über die häufigsten Nuklide der einzelnen Elemente. Darüber hinaus gibt es einen kurzen geschichtlichen Abriss über die Entdeckung des jeweiligen Elements.
Klicken Sie auf das nebenstehende Bild, um das Vollbild des Periodensystems zu sehen. Dort können Sie durch Anklicken des jeweiligen Elements zahlreiche Informationen abrufen.

Eine Rakete wird durch den Rückstoß ausströmender Gase vorwärts getrieben. Sie nutzt damit zur Fortbewegung den Impulserhaltungssatz.
Das hierbei genutzte Prinzip wird als Rückstoßprinzip oder als Raketenprinzip bezeichnet.
Die Endgeschwindigkeit, die eine Rakete erreichen kann, wird durch die Raketengrundgleichung bestimmt. Sie wurde erstmals von dem russischen Forscher KONSTANTIN EDUADOWITSCH ZIOLKOWSKI (1857-1935) angegeben.

Mit Beginn der Raumfahrt in den fünfziger Jahren des 20. Jahrhunderts rückte auch der Mond als der uns nächste natürliche Himmelskörper in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit. In den sechziger Jahren kam es zwischen den USA und der Sowjetunion zu einem regelrechten Wettlauf zum Mond. Als erster Mensch betrat am 21.07.1969 der amerikanische Astronaut NEIL ARMSTRONG die Mondoberfläche. Ihm folgten bis 1972 eine Reihe weiterer amerikanischer Astronauten. Dann wurde das amerikanische Mondlandeprogramm eingestellt.

Wenn Körper aufeinanderhaften, gleiten oder rollen, tritt Reibung auf. Dabei wirken zwischen den Körpern Kräfte, die als Reibungskräfte bezeichnet werden. Reibungskräfte sind immer so gerichtet, dass sie der Bewegung entgegenwirken und diese hemmen oder verhindern.
Die wesentliche Ursache für das Auftreten von Reibungskräften liegt in der Oberflächenbeschaffenheit der Körper begründet.
Je nach der Art der Bewegung der Körper aufeinander unterscheidet man zwischen Haftreibung, Gleitreibung und Rollreibung. Die betreffenden Kräfte werden als Haftreibungskraft, Gleitreibungskraft und Rollreibungskraft bezeichnet.

Schwingende Körper (Schwinger, Oszillatoren) können durch Energiezufuhr von außen zu erzwungenen Schwingungen angeregt werden. Ist die Erregerfrequenz gleich der Eigenfrequenz des Schwingers, so erreicht die Amplitude der Schwingung ein Maximum. Das wird als Resonanz bezeichnet. Die Resonanzbedingung lautet:

$\begin{array}{l}{f}_E=f_0\\ f_E\text{Erregerfrequenz}\\ f_0\text{Eigenfrequenz des Schwingers}\end{array}$

Rollen sind kraftumformende Einrichtungen. Sie dienen häufig dazu, um z. B. bei Kranen oder Spannvorrichtungen für Fahrdrähte die Richtung oder den Betrag der aufzubringenden Kraft zu verringern. Dabei wird zwischen festen und losen Rollen unterschieden. Die Kombination aus mehreren festen und losen Rollen wird als Flaschenzug bezeichnet.
Mit Rollen wird keine mechanische Arbeit gespart, sondern lediglich die notwendige Kraft zum Bewegen oder Heben eines Gegenstandes umgelenkt oder verringert, wobei sich im zweiten Fall der Weg entsprechend vergrößert.

Jeder bewegte Körper besitzt kinetische Energie (Bewegungsenergie). Das gilt auch für rotierende starre Körper, z.B. Schwungräder, die Rotoren von Generatoren und Motoren oder einen Kreisel.
Die in einem Körper gespeicherte Rotationsenergie hängt vom Trägheitsmoment dieses Körpers und von seiner Winkelgeschwindigkeit ab. Es gilt:

$\begin{array}{l}{E}_{rot}=\frac{1}{2}J\cdot {\omega }^2\\ J\text{Trägheitsmoment}\\ \omega \text{Winkelgeschwindigkeit}\end{array}$

Wird z.B. aus einer Waffe ein Geschoss abgefeuert, so ist ein Rückstoß festzustellen, d.h. die Waffe bewegt sich ruckartig in der entgegengesetzten Richtung zum Geschoss. Dieser Effekt spielt nicht nur in der Waffentechnik eine Rolle, sondern auch in der Tierwelt, bei der Fortbewegung von Flugzeugen und Raketen oder beim Antrieb von Schiffen. Das Auftreten eines Rückstoßes kann mithilfe des Impulserhaltungssatzes erklärt werden.

Ein Satellit (lat., Trabant, Begleiter) ist ein natürlicher oder künstlicher Himmelskörper, der sich um die Erde oder einen anderen Zentralkörper bewegt. Im engeren Sinne versteht man unter Satelliten künstliche Himmelskörper, die die Erde umrunden. Um die Erde bewegen sich inzwischen auf kreisförmigen bzw. elliptischen Bahnen eine große Anzahl von Satelliten mit den verschiedensten Aufgaben. Neben Forschungssatelliten gibt es z. B. Wettersatelliten, Nachrichtensatelliten oder Spionagesatelliten. Eine spezielle Form sind geostationäre Satelliten zur Übertragung von Fernsehprogrammen und zur Nachrichtenübermittlung.

Alles, was akustisch mit den Ohren wahrgenommen werden kann, ist Schall. Schall geht von Schallquellen aus. Seinem Wesen nach ist Schall eine longitudinale mechanische Welle, bei der sich zeitlich periodisch der Druck ändert. Schall breitet sich in einem Stoff mit einer bestimmten Geschwindigkeit, der Schallgeschwindigkeit, aus. Er kann reflektiert, gebrochen und absorbiert werden. Da Schall eine mechanische Welle ist, treten bei Schallwellen auch Beugung und Interferenz auf.

Der Mensch hatte schon immer das Bedürfnis, Schall (Sprache, Musik) aufzuzeichnen, um ihn zu einem späteren Zeitpunkt wieder hören zu können. Die technischen Voraussetzungen dafür wurden aber erst im 19. Jahrhundert entwickelt. Wichtige Etappen waren dabei der von THOMAS ALVA EDISON (1847-1931) entwickelte Phonograph, die von EMIL BERLINER (1851-1929) erfundene Schallplatte und die um 1935 konstruierten ersten Tonbandgeräte. Die Entwicklung der Elektronik führte in den siebziger Jahren zur Entwicklung der Compaktdisc (CD). Eine Entwicklung der letzten Jahre ist die Digitale Video-Disc (DVD).

Mithilfe von Musikinstrumenten lässt sich in unterschiedlicher Art und Weise Schall erzeugen. So schwingen z. B. bei Violinen oder Gitarren Saiten, bei Blasinstrumenten Luftsäulen, bei einer Pauke eine Membran. Charakteristisch ist für jedes Instrument eine bestimmte Klangfarbe, die eng mit den unterschiedlichen Schwingungsformen zusammenhängt.

Wenn man Musik machen will, muss man Tonleitern und musikalische Intervalle kennen. Einfache Untersuchungen kann man an selbst gebauten Instrumenten durchführen.

Stößt ein Körper, z.B. eine Billardkugel, unter einem beliebigen Winkel ungleich 0° und ungleich 90° gegen eine Wand, so spricht man von einem schiefen elastischen Stoß. Das Gegenstück wäre ein gerader Stoß. Für einen solchen schiefen Stoß gilt der Impulserhaltungssatz und der Energieerhaltungssatz der Mechanik. Die Reflexion an einer festen Wand ist sehr kompliziert, wenn man Drehungen mit beachtet. Bei Annahme eines Massepunktes erfolgt die Reflexion entsprechend dem Reflexionsgesetz.