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Zentraler gerader unelastischer Stoß

Energiebilanz, Energieerhaltungssatz, Energieerhaltungssatz der Mechanik, Impulserhaltungssatz, Reibuntgseffekte, zentraler gerader unelastischer Stoß
Ein zentraler unelastischer Stoß zwischen zwei Körpern ist dadurch gekennzeichnet, dass

  • keine elastischen Wechselwirkungen auftreten,
  • sich die Körper nach dem Stoß mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit weiterbewegen und
  • ein Teil der mechanischen Energie in andere Energieformen umgewandelt wird.

Für einen solchen Stoß gilt der Impulserhaltungssatz und der allgemeine Energieerhaltungssatz, nicht aber der Energieerhaltungssatz der Mechanik.

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Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski

* 17.09.1857 Ischewskoje
† 19.09.1935 Kaluga

Er war ein russischer Lehrer und Naturforscher, der sich als einer der ersten mit Fragen der Raumfahrt beschäftigte und als „Vater der russischen Raumfahrt“ gilt. ZIOLKOWSKI war der Erste, der 1903 die Raketengrundgleichung zur Bestimmung der Endgeschwindigkeit einer Rakete veröffentlichte und auch Vorstellungen über Satelliten und Weltraumstationen entwickelte, mit denen er seiner Zeit weit voraus war.

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Zungenfrequenzmesser

Ein Zungenfrequenzmesser ist ein Gerät zur Messung der Frequenz. Dazu werden Metallzungen unterschiedlicher Länge zu Schwingungen angeregt. Stimmt die Erregerfrequenz und mit der Eigenfrequenz einer Metallzunge überein, so schwingt diese besonders stark. Die betreffende Frequenz kann an einer Skala abgelesen werden.

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Adiabatische Zustandsänderungen

Eine adiabatische Zustandsänderung ist dadurch gekennzeichnet, das bei dem Prozess keine Wärme mit der Umgebung (Q = 0) ausgetauscht wird. Dies kann bei allen schnell ablaufenden thermodynamischen Vorgängen angenommen werden. Charakteristisch für adiabatische Vorgänge ist, dass sich alle drei Zustandsgrößen Temperatur, Druck und Volumen gleichzeitig ändern. Die Adiabate im p-V-Diagramm verläuft daher steiler als Isothermen und schneidet diese.
Zu unterscheiden ist zwischen einer adiabatischen Expansion und einer adiabatischen Kompression. Die Energiebilanzen ergeben sich aus dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik. Für das Modell ideales Gas kann die Adiabate p = p(V) berechnet werden. Es ergeben sich die poissonschen Gesetze.

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Biogeografie

Die Biogeografie untersucht die Verbreitung von Lebewesen auf der Erde. Man unterscheidet Pflanzengeografie und Tiergeografie. Die Untersuchungen dienen der Feststellung, inwieweit bestimmte Pflanzen- und Tiergruppen in verschiedenen Land- und Meereszonen vorkommen und diese kennzeichnen. Zum Untersuchungsgegenstand gehört auch die Ermittlung, wie sich die heutige Arealgliederung im Laufe der Zeit entwickelt hat und wie sich die Lebewesen an dieses Areal angepasst haben.

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Mengen, Darstellung

Mengen lassen sich in beschreibender oder in aufzählender Form angeben.
Ist x ein Element der Menge M, so schreibt man x ∈ M .
Ist x kein Element der Menge M, so schreibt man x ∉ M .

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Zustandsgleichung für das ideale Gas

Zwischen Druck p, Volumen V und absoluter Temperatur T des idealen Gases besteht folgender Zusammenhang:

p ⋅ V T = konstant oder p 1 ⋅ V 1 T 1 = p 2 ⋅ V 2 T 2

Für ein reales Gas ist die Zustandsgleichung anwendbar, wenn sich dieses näherungsweise wie das ideale Gas verhält. Das ist für fast alle Gase bei Zimmertemperatur der Fall.

Bezieht man die Gaskonstanten und andere Konstanten mit ein, so kann man die allgemeine Zustandsgleichung auch noch in weiteren Formen schreiben.

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Guillaume Amontons

* 31.08.1663 Paris
† 11.10.1705 Paris

Er war ein französischer Physiker und Techniker und beschäftigte sich u. a. mit Messgeräten (Luftthermometer, Hygrometer), den Eigenschaften von Gasen und optischen Telegrafen. Er vermutete die Existenz einer tiefstmöglichen Temperatur.

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Anomalie des Wassers

Wasser hat eine besondere Eigenschaft, die es von fast allen anderen Flüssigkeiten unterscheidet. Es hat bei 4 °C sein kleinstes Volumen und damit seine größte Dichte. Sowohl bei Temperaturerhöhung als auch bei Temperaturerniedrigung vergrößert sich das Volumen und damit auch die Dichte von Wasser. Dieses nicht normale thermische Verhalten von Wasser wird in der Physik als Anomalie des Wassers bezeichnet.

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Anzahl und Abmessungen von Atomen

Feste, flüssige und gasförmige Stoffe bestehen aus Atomen bzw. Molekülen. Deren Existenz war lange umstritten und konnte erst sicher am Anfang des 20. Jahrhunderts nachgewiesen werden. Die Anzahl von Atomen je Mol beträgt 6,022 ⋅ 10 23 (AVOGADRO-Konstante). Damit sind in einem Gramm eines Stoffes ca. 10 22 Atome enthalten. Die Masse von Atomen liegt zwischen 10 − 27 kg und 10 -24 kg , der Radius von Atomen in der Größenordnung von 10 − 10   m und der Kernradius bei 10 15   m . Aus ihm ergibt sich die Dichte der Kernmaterie, die für alle Atomkerne annähernd gleich groß ist und einen Wert von 1,8 ⋅ 10 17   kg m 3 = 1,8 ⋅ 10 14   g cm 3 hat. Die Abmessungen von Atomen können in unterschiedlicher Weise bestimmt werden. Im Beitrag sind Möglichkeiten dafür angegeben.

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Ludwig Boltzmann

* 20.02.1844 Wien
† 05.09.1906 Duino bei Triest (Italien)

Er war ein österreichischer Physiker, der zu den Begründern der klassischen statistischen Physik zählt. Insbesondere beschäftigte er sich mit der Geschwindigkeits- und Energieverteilung von Molekülen sowie mit der statistischen Deutung physikalischer Zusammenhänge, insbesondere des 2. Hauptsatzes der Thermodynamik. Darüber hinaus war er einer der Hauptvertreter der Atomistik. Seinen Namen tragen heute z.B. die sogenannte BOLTZMANN-Konstante k, das Strahlungsgesetz von STEFAN und BOLTZMANN oder die MAXWELL-BOLTZMANN-Verteilung bei Gasmolekülen.

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BOSE-EINSTEIN-Kondensat - der 5. Aggregatzustand

Die BOSE-EINSTEIN-Kondensation, benannt nach dem indischen Physiker SATYENDRA NATH BOSE (1894-1974) und dem deutschen Physiker ALBERT EINSTEIN (1879-1955), ist ein quantenstatistisches Phänomen. Kühlt man z.B. Rubidiumatome auf sehr niedrige Temperaturen ab, dann kommt es zu einem rein quantenmechanischen Phasenübergang, bei dem Wechselwirkungen keine Rolle mehr spielen und alle Atome dieselben physikalischen Eigenschaften haben – sie geben gleichsam ihre Identität auf und verhalten sich alle wie ein einziges Superatom. Die Existenz eines solchen Zustandes wurde erstmals 1925 von ALBERT EINSTEIN vorhergesagt. Der experimentelle Nachweis gelang zum ersten Mal 1995.

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Robert Boyle

* 25.01.1627 Lismore (Irland)
† 30.12.1691 London

Er war ein britischer Naturforscher, der sich mit chemischen und physikalischen Problemen beschäftigte. Boyle ist einer der Mitbegründer der wissenschaftlichen Chemie, untersuchte das Verhalten von Gasen und den Luftdruck, befasste sich mit Farbenlehre und Thermometern.

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Nicolas Léonard Sadi Carnot

* 01.06.1796 Paris
† 24.08.1832 Paris

Er war ein französischer Ingenieur und Physiker. Nach seinem Studium an der École Polytechnique diente er in der Armee NAPOLEONs als Ingenieuroffizier. Seine theoretischen Untersuchungen zur Wirkungsweise der Dampfmaschine hatten das Ziel, den Wirkungsgrad zu erhöhen und die Einführung der Dampfmaschinen in Frankreich zu fördern. Mit seiner berühmten Schrift „Betrachtungen über die bewegende Kraft des Feuers und die zur Entwicklung dieser Kraft geeigneten Maschinen“ begründete er die technische Thermodynamik.
Nach ihm ist der thermodynamische Kreisprozess benannt, der aus je zwei isothermen und adiabatischen Zustandsänderungen besteht und der den höchstmöglichen Wirkungsgrad bei Kreisprozessen hat.

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Carnotscher Kreisprozess

Der Carnotsche Kreisprozess, bestehend aus je zwei isothermen und adiabatischen Zustandsänderungen, repräsentiert die „Takte“ einer ideal arbeitenden Wärmekraftmaschine. Dabei wird das Arbeitsmittel als ideales Gas betrachtet und die Prozessführung als reversible angenommen.

1. Takt: Durch Aufnahme von Wärme erfolgt eine isotherme Expansion. Es wird die Arbeit verrichtet.
2. Takt: Bei einer adiabatischen Expansion verringert sich die Temperatur. Hierbei wird von dem Gas arbeitet verrichtet, seine innere Energie verringert sich.
3. Takt: Für die isotherme Kompression muss Arbeit zugeführt werden. Die dabei entstehende Wärme wird an die Umgebung abgegeben.
4. Takt: Durch eine adiabatische Kompression wird die Temperatur erhöht und damit der Ausgangszustand wieder erreicht.

Nach dem 1. Hauptsatz der Thermodynamik ist die abgegebene mechanische Arbeit gleich der Änderung der Wärme in dem System. Die von den Zustandskurven eingeschlossene Fläche ist ein Maß für die abgegebene Arbeit.

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Kooperativer Föderalismus

Föderalismus verbindet Vielheit zur Einheit. Er bezeichnet die freie Einigung von grundsätzlich gleichberechtigten Teilstaaten, in einem bundesmäßigen Zusammenschluss zusammenzuwirken.

In Deutschland ist dies kein loser Staatenbund (Konföderation), sondern ein Bundesstaat (Föderation). In ihm ist ein gewisses Maß an Übereinstimmung sowohl der Länder untereinander als auch der Länder mit dem Bund notwendig. Dazu tragen die weitgehend bundeseinheitlichen Regelungen des Rechts, des Wirtschafts- und Finanzsystems sowie des Öffentlichen Dienstes erheblich bei. Der deutsche Bundesstaat ist kooperativ angelegt.

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Föderalismusreform

Neuere Ansätze zur Reform des bundesdeutschen Föderalismus zielen seit 2003 darauf ab, die Zuständigkeiten von Bund und Ländern deutlicher voneinander zu trennen. In vielen Politikbereichen ist eine klare Aufgabenteilung zwischen Bund und Ländern heute nicht mehr gegeben. Vielmehr sind in den meisten Bereichen der Gesetzgebung Bund und Länder gemeinsam zuständig. In der Praxis führt dies zum einen dazu, dass die Bundesländer über den Bundesrat wichtige Gesetzgebungsvorhaben der Bundesregierung blockieren können. Umgekehrt haben die Bundesländer jedoch kaum noch eigene Gestaltungsmöglichkeiten, da der Bund immer mehr Kompetenzen an sich gezogen hat. Diese Verschränkung der Zuständigkeiten hat zur Bildung zahlreicher Bund-/Länder-Gremien geführt, in denen die wichtigsten politischen Entscheidungen ausgehandelt werden. Für den Bürger ist so immer weniger nachvollziehbar, wer für eine Entscheidung letztlich verantwortlich ist. Zudem verlieren die Landesparlamente in diesem System erheblich an Einfluss. Erste Ergebnisse der Föderalismusreform sind 2006 durch eine umfassende Änderung des Grundgesetzes in Kraft getreten.

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Föderalismus und Subsidiarität

In der Verfassung der Bundesrepublik Deutschland ist der Föderalismus als Organisationsprinzip der staatlichen Ordnung festgelegt. Die staatlichen Aufgaben sind zwischen Gesamtstaat und Einzelstaaten aufzuteilen. Im Grundgesetz werden auch die Zuständigkeiten von Bund und Ländern geregelt.

Der bundesdeutsche Föderalismus ist stufenförmig aus kleineren zu größeren Einheiten aufgebaut. Die Aufteilung der Rechte und Pflichten erfolgt über das Prinzip der Subsidiarität: Demnach sollen die staatlichen Aufgaben auf möglichst niedriger politischer Ebene – und damit möglichst bürgernah – wahrgenommen werden, d. h. nur jene Aufgaben sind der jeweils nächsthöheren Ebene zu überlassen, die über die spezifischen Interessen und Wirkungsmöglichkeiten der kleineren Einheit hinausgehen.

Durch den fortschreitenden Prozess der europäischen Integration ist die neue politische Ebene der EU hinzugekommen, wodurch neue rechtliche Regelungen der verschiedenen politischen Entscheidungsebenen gefunden werden müssen.

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Organisation und Verfahren der Gerichte

Die Bundesrepublik Deutschland ist gemäß Art. 20 GG ein Rechtsstaat. Damit der Bürger sein Recht erstreiten kann, ist es erforderlich, dass es Gerichte gibt, vor denen er seine Ansprüche geltend machen kann. Genauso wichtig sind die Strafgerichte, vor denen der Staat dem straffälligen Bürger dessen Schuld beweisen muss, um ihn bestrafen zu können. Dies alles setzt in einem Rechtsstaat ein geordnetes, für alle Beteiligten vorhersehbares Verfahren voraus. Dazu zählt auch, dass die Zuständigkeit der Gerichte geregelt ist, sodass nicht beispielsweise das Verwaltungsgericht auch Ehen scheidet und das Arbeitsgericht Strafen ausspricht. Dies alles gehört zum großen Komplex der Gerichtsverfassung in Deutschland.

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Europäischer Gerichtshof

Der Europäische Gerichtshof (EuGH) übt die Rechtsaufsicht über das gesamte Gemeinschaftsrecht aus. Seine Aufgabe ist die Sicherung der Wahrung des Rechts bei der Auslegung und Anwendung der Gründungsverträge. Jedes Mitgliedsland der EU ist mit einem Richter im EuGH vertreten. Seine Arbeit wird von acht Generalanwälten unterstützt.

Dem Gerichtshof ist ein Gericht erster Instanz (EuG) beigeordnet. Klagen der Mitgliedstaaten oder der Gemeinschaftsorgane werden vor dem Gerichtshof erhoben, während Klagen natürlicher oder juristischer Personen, mit denen Gemeinschaftsrecht angefochten wird, vor dem EuG erhoben werden. Nationale Gerichte können vom EuGH eine Vorabentscheidung verlangen, wenn sie in einem Verfahren Gemeinschaftsrechtsnormen anwenden müssen und Zweifel hinsichtlich deren Auslegung haben.

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Auslegung von Gesetzen

Auslegung von Gesetzen bedeutet zunächst nichts anderes als deren Interpretation. Die Frage der Auslegung wird wie alles richtig plastisch am konkreten Einzelfall. Als Beispiel sei hier die Vorschrift des § 142 StGB (Unerlaubtes Entfernen vom Unfallort) auszugsweise wiedergegeben:
„Ein Unfallbeteiligter, der sich nach einem Unfall im Straßenverkehr vom Unfallort entfernt, bevor er ... eine nach den Umständen angemessene Zeit gewartet hat, ohne dass jemand bereit war, die Feststellungen zu treffen, wird mit Freiheitsstrafe bis zu drei Jahren oder mit Geldstrafe bestraft.“

Hier weiß der Bürger nicht, wie lange er warten muss, um sich nicht strafbar zu machen. Was ist also eine „nach den Umständen angemessene Zeit“? Im gewählten Beispiel führt diese Unbestimmtheit des Begriffes der angemessenen Zeit zu einer Einzelfallrechtsprechung, die besondere Umstände des konkreten Falls berücksichtigt. Im Großen und Ganzen könnte man den Rahmen auf zwischen 30 Minuten und über einer Stunde festlegen. 30 Minuten kämen in Betracht bei kleineren Schäden, über eine Stunde wird gefordert, wenn ein Mensch getötet wurde. Letztlich muss die Rechtsprechung diese Fragen lösen, wobei sie sich der Methoden der Auslegung von Gesetzen bedienen kann.

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Gewaltenteilung: parlamentarische Demokratie

Neben dem Rechtsstaatsprinzip und der Volkssouveränität ist die Gewaltenteilung die dritte wesentliche Grundlage einer freiheitlich-demokratischen Ordnung, die besagt, dass die Staatsgewalt auf mehrere unterschiedliche und voneinander unabhängige Institutionen aufgeteilt wird, um durch eine gegenseitige Kontrolle der Gewalten sowohl die Konzentration als auch den Missbrauch von Macht zu verhindern. Nach der klassischen Definition verteilt sich die Staatsgewalt auf drei Träger: Die Exekutive, die Legislative und die Judikative.

Schon in der Antike entwickelten Denker die Lehre der gemischten Verfassung. In der Neuzeit begründeten JOHN LOCKE und CHARLES DE SECONDAT MONTESQUIEU das Prinzip der Gewaltenteilung. Es ist das Kernstück der freiheitlich-demokratischen Verfassungslehre.

Um politisch wirksam handeln zu können, sind die drei Gewalten in der Praxis der parlamentarischen Demokratie nach dem Prinzip der Gewaltenverschränkung zu einem System von „checks and balances“ verschränkt. Darin hat eine Gewalt umfassende Mitwirkungs- und Kontrollrechte bei Handlungen der jeweils anderen Gewalt.
Im Grundgesetz der Bundesrepublik Deutschland ist das Prinzip der Gewaltenteilung in Artikel 20 Absatz 2 Satz 2 festgelegt.

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Großstadtpolitik

Die Großstädte in Deutschland sind wichtige politische, soziale, kulturelle und wirtschaftliche Zentren. Durch das in Art. 28 Abs. 2 GG verankerte Recht auf kommunale Selbstverwaltung können sie viele ihrer Angelegenheiten eigenständig und bürgernah ausführen. Neben der Erledigung reiner Verwaltungsaufgaben nehmen die Großstädte auch solche Aufgaben wahr, die zur öffentlichen Daseinsvorsorge gezählt werden. Durch die Finanznot vieler Großstädte wird ihr Entscheidungsspielraum jedoch zunehmend beschränkt.
Bei Kommunalwahlen, Bürgerbegehren oder Bürgerentscheiden bietet sich dem Bürger im Rahmen lokaler Demokratie die Möglichkeit, sich vor Ort politisch zu beteiligen und über seine eigenen Belange mitzuentscheiden.
Großstädte sind Mittelpunkt von Handel, Gewerbe, Industrie und Dienstleistungen. Allerdings wirken sich hier einerseits der tiefgreifende Strukturwandel der letzten Jahrzehnte mit dem Übergang von der Industrie- zur wissensbasierten Dienstleistungsgesellschaft sowie andererseits die Globalisierung für viele Städte negativ aus.

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Grundgesetz (Quellentext)

Die westlichen Besatzungsmächte hatten sich im Frühjahr 1948 für die Bildung eines deutschen Staates auf dem Territorium ihrer Besatzungszonen entschieden. Von September 1948 bis Mai 1949 beriet der so genannte Parlamentarische Rat in Bonn das Grundgesetz dieses neuen Staates.
Am 23. Mai 1949 wurde dieses Grundgesetz verkündet. Zeitgleich wurde die Bundesrepublik Deutschland gegründet. Die Entscheidung der Westalliierten zur Gründung eines deutschen Separatstaates und die seiner Gründung folgenden Entwicklungen standen stark unter dem Eindruck des Kalten Krieges. Daneben haben Lehren aus dem Scheitern der Weimarer Republik und ihrer politischen Verfassung einerseits und die Abgrenzung vom nationalsozialistischen Schreckensregime andererseits die Diskussionen über das Grundgesetz der BRD sehr wesentlich beeinflusst. Dieses Grundgesetz begründet bis heute den Charakter der Bundesrepublik als demokratischer, freiheitlicher und föderal organisierter Rechtsstaat mit starken Bundesländern.

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Rhesusfaktor

Als Rhesusfaktor bezeichnet man eine vererbbare Eigenschaft der roten Blutkörperchen (Erythrozyten). Ist der Faktor vorhanden, spricht man von Rh-positivem (Rh+) Blut, ist er es nicht, von Rh- negativem (Rh-) Blut.

Der Rhesusfaktor wirkt wie ein Antigen, d. h., in Rh-negativem Blut werden Antikörper gegen den Rhesusfaktor gebildet. Daher spielt der Rhesusfaktor im Rahmen von Blutübertragung und Schwangerschaft eine entscheidende Rolle. Spender und Empfänger von Blut müssen nicht nur die gleiche Blutgruppe, sondern auch den gleichen Rhesusfaktor haben. Ist dies nicht der Fall, kommt es zu Unverträglichkeitsreaktionen, die tödlich enden können.

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