Studienkolleg UHD
Studienkolleg UHD
Stoffplan Physik M am Internationalen Studienzentrum (ISZ) der UHD 2004/05
ges. 12 Wochenstunden 3M+4M
(1. Semester: 4 Wochenstunden
2. Semester: 8 Wochenstunden)
I. Mechanik
1. Grundlagen
1.1 Grundgrößen und Einheiten (SI-System)
1.2 Skalare und Vektoren
1.3 Vektorgesetze
1.4 Rechnerische Darstellung von Vektoren
2. Bewegungen: Kinematik
2.1 Die Geschwindigkeit
- bei geradlinigen gleichförmigen Bewegungen
- bei ungleichförmigen Bewegungen
- Exkurs: Differenzieren und Integrieren
2.2 Die Beschleunigung
2.3 Spezielle Bewegungen
- Der freie Fall
- Die schiefe Ebene
- Der vertikale Wurf
- Die gleichmäßige Kreisbewegung
- Der schiefe Wurf
- Die Planetenbewegung: Keplersche Gesetze
- Relativistische Bewegungen: Massenzunahme, Längenkontraktion, Zeitdilatation
3. Kräfte: Dynamik
3.1 Kraftbegriff; Addition u. Zerlegung von Kräften
3.2 Die 3 Newtonschen Axiome
3.3 Spezielle Kräfte
- Die Gravitationskraft
- Die Gewichtskraft
- Die schiefe Ebene: Hangabtriebs-, Normalkraft
- Die Kräfte bei der Kreisbewegung: Radial-, Zentrifugalkraft
4. Arbeit, Energie, Leistung
- Begriffe und Definitionen
- Formen mechanischer Arbeit
- Potentielle und kinetische Energie
- Energiebedarf von Organismen
- Energieerhaltungssatz der Mechanik
- Die Leistung
- Die Wirkung
5. Impuls, Impulserhaltung; elastischer und unelastischer Stoß
- Der Impuls
- Allgemeine Form des zweiten Newtonschen Gesetzes
- Impulserhaltung
- Der elastische Stoß
- Der unelastische Stoß.
6. Flüssigkeiten: Hydrostatik
- Moleküle in Flüssigkeiten: Brownsche Bewegung
- Druck in Flüssigkeiten
- Pascalsches Gesetz
- Auftrieb
- Elemente der Hydrodynamik: Bernoullisches Gesetz
- Hagen-Poiseuillesches Gesetz
7. Harmonische Schwingungen
- Harmonische Kräfte, Hookesches Gesetz
- Differenzialgleichung der harmonischen Schwingung, Lösung
- Schwingungsdauer; Beispiele
- Trägheitsmomente, Steinerscher Satz
- Pendelbewegungen
- Energie der harmonischen Bewegung
- Kleine Oszillationen
- Molekülschwingungen
- Laufende Wellen
- Schallwellen; Hören und Hörgrenze
II. Elektrizitätslehre und Magnetismus
1. Elektrostatik
- Elektrische Ladung, Coulombsches Gesetz
- Elektrisches Feld, Feldlinien
- Influenz
- Ladungsverteilungen (Hohlkugel, Vollkugel..)
- Modell des H-Atoms; Oszillations-/Übergangsfrequenz
- Das elektrische Potential; Spannung
- Kapazität; Kondensator
2. Elektrische Ströme
- Driftgeschwindigkeit der Leitungselektronen
- Ohmsches Gesetz
- Wärmeverluste
- Gleichstromkreise (Serien-, Parallelschaltung)
- Kirchhoffsche Regeln (Wheatstonesche Brücke, Spannungsstabilisator)
3. Das magnetische Feld und die magnetische Kraft
- Grundlagen
- Die Elektronenröhre
- Magnetische Kraft zwischen parallelen/antiparallelen Strömen
- Teilchenbeschleuniger
- Geschwindigkeitsfilter
- Amperesches Gesetz
- Biot-Savartsches Gesetz
- Erdmagnetfeld
- Magnetisches Moment
