"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 1 von 4). Der Teil 1 beinhaltet die Bilder der Abschnitte: - Körpereigenschaften - Kinematik - Dynamik - Drehmoment und Gleichgewicht - Kraftwandler und Getriebe
Körpereigenschaften: - Abb. 1: Ein Kubikzentimeter und ein Kubikdezimeter (Liter) im Vergleich
Kinematik: - Abb. 2: Mögliche Raumkurven einer zweidimensionalen Bewegung von 𝐴 nach 𝐵 aus der Vogelperspektive - Abb. 3: Bei GPS-Geräten gilt der Beobachter als der „ruhende“ Bezugspunkt – aus dieser Perspektive bewegt sich die Welt an ihm vorbei. - Abb. 4: Die Bewegung eines Hundes, der einem Stöckchen nacheilt oder es zurückbringt, kann in guter Näherung als geradlinige Bewegung aufgefasst werden. - Abb. 5: 𝑣(𝑡)-Diagramme einer konstanten Geschwindigkeit - Abb. 6: 𝑠(𝑡)-Diagramme einer konstanten Geschwindigkeit - Abb. 7: Beschleunigung-Zeit-Diagramme einer konstanten Beschleunigung - Abb. 8: Geschwindigkeit-Zeit-Diagramme einer konstanten Beschleunigung - Abb. 9: Weg-Zeit-Diagramme einer konstanten Beschleunigung - Abb. 10: Entlang einer Kreisbahn legen die Räder auf der Innen- und Außenspur unterschiedlich weite Strecken zurück. - Abb. 11: Die Spitzen eines Uhrzeigers durchlaufen eine Kreisbahn mit konstanter Geschwindigkeit. - Abb. 12: Richtung der Winkelgeschwindigkeit bei einer Rotation oder kreisförmigen Bewegung - Abb. 13: Skizze zur Herleitung der Formel für die Radialbeschleunigung - Abb. 14: Richtung der Winkelbeschleunigung bei einer Rotation oder kreisförmigen Bewegung
Dynamik: - Abb. 15: Beim Bogenschießen wird die Sehne gespannt und dabei der Bogen elastisch verformt. Lässt man die Sehne los, so beschleunigt die Spannkraft des Bogens den Pfeil. - Abb. 16: Kraft und Gegenkraft an einem hängenden Gewichtsstück - Abb. 17: Ein Kraftvektor ist durch seinen Betrag, seine Wirkungslinie und seinen Angriffspunkt eindeutig definiert. - Abb. 18: Beispiel eines Federkraftmessers - Abb. 19: Kraftaddition mehrerer Teilkräfte zu einer Gesamtkraft - Abb. 20: Kraftaddition mehrerer Kräfte mit entgegengesetzter Richtung - Abb. 21: Kraftaddition mehrerer Kräfte mit unterschiedlichen Richtungen - Abb. 22: Kraftzerlegung einer Kraft in zwei Teilkräfte - Abb. 23: Kraftzerlegung einer Kraft bei bekannten Winkeln 𝛼 und 𝛽 - Abb. 24: Die Richtung der Gewichtskraft auf der Erde - Abb. 25: Stark vergrößerte Darstellung der Oberfläche von gleitenden Körpern und Modelldarstellung der Haftreibung - Abb. 26: Modelldarstellung der Gleitreibung - Abb. 27: Stark vergrößerte Darstellung eines auf einer Unterlage abrollenden Rades und Modellvorstellung der Rollreibung - Abb. 28: Modell einer einfachen Zentrifuge
Drehmoment und Gleichgewicht - Abb. 29: Stabiles, labiles und indifferentes Gleichgewicht bei einer aufgehängten Holzleiste - Abb. 30: Umkippen eines Körpers - Abb. 31: Standfestigkeit eines Gegenstands - Abb. 32: Trägheitsmoment einer Punktmasse auf einer Kreisbahn - Abb. 33: Trägheitsmomente verschieden geformter Körper - Abb. 34: Aufbau zur experimentellen Bestimmung des Trägheitsmoment eines rotierenden Objekts
Kraftwandler und Getriebe - Abb. 35: Die Wippe als (zweiseitiger) Hebel - Abb. 36: Die Balkenwaage als zweiseitiger Hebel - Abb. 37: Der Unterarm als einseitiger Hebel - Abb. 38: Ein Nageleisen als (zweiseitiger) Winkelhebel - Abb. 39: Das Wellrad als Kraftwandler - Abb. 40: Hochziehen eines Gewichts mit Hilfe einer festen Rolle. - Abb. 41: Hochziehen eines Gewichts mit Hilfe einer losen Rolle. - Abb. 42: Ein Flaschenzug mit zwei tragenden Seilstücken. - Abb. 43: Ein Flaschenzug mit vier tragenden Seilstücken. - Abb. 44: Schlittenfahren auf einer schiefen Ebene - Abb. 45: Kraftzerlegung bei einer schiefen Ebene - Abb. 46: Keilwirkung als Normalkraft bei einer schiefen Ebene - Abb. 47: Kraftübertragung und Drehmomentwandlung bei einem Zahnradgetriebe - Abb. 48: Kraftübertragung mit Hilfe eines Zahnrads und einer Zahnstange - Abb. 49: Kraftübertragung und Drehmomentwandlung bei einem Riemen- bzw. Kettengetriebe
Anmerkungen
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