Wie Physiker denken

2  Wir fahren mit der Eisenbahn (oder dem Bus)                                                   

   2.1  Wir nutzen den Fahrplan                                                                                       

   2.2  Im Geschwindigkeitsrausch                                                                                   

   2.3  Wir ändern die Geschwindigkeit                                                                           

   Quellenhinweise                                                                                                              

3  Wir fangen von hinten an                                                                                          

   3.1  Auf der Landstrasse (oder der Autobahn)                                                           

   3.2  Im freien Fall                                                                                                           

   3.3  Der schräge Wurf nach oben                                                                                

   3.4  Wir bewegen uns im Kreis                                                                                     

   Quellenhinweise                                                                                                               

4  Was uns antreibt                                                                                                          

   4.1  Hoch lebe Sir Isaac Newton                                                                                  

   4.2  Nochmal Isaac Newton (und Johannes Kepler)                                                 

   4.3  Ist der Fall wirklich frei?                                                                                        

   4.4  Flug der Kanonenkugel                                                                                         

   4.5  Wir geraten unter Zwang und auf die schiefe Ebene                                       

   4.6  Die Reibung: Fluch und Segen                                                                             

        4.6.1  Auf dem Sandhaufen                                                                                              

        4.6.2  Kurvenfahrten                                                                                              

   4.7  Auf und ab, hin und her: Wir schwingen                                                            

       4.7.1  Beim Federschwinger geht's harmonisch zu                                              

       4.7.2  Harmonisch auch beim Pendel?                                                                    

       4.7.3  Ein absurdes Gedankenexperiment                                                             

       4.7.4  Schwingung mit Hemmnissen                                                                      

       4.7.5  Schwingung unter Zwang                                                                              

       4.7.6  Wir schwingen im Takt und bilden eine Welle                                        

   4.8  Auf der Schaukel                                                                                                 

   4.9  Die Erde ist ein Karussell                                                                                     

   Quellenhinweise                                                                                                            5  Es ist nicht die Kraft allein                                                                                    



    5.1  Es gibt Arbeit                                                                                                            

5.2  Der Flaschenzug                                                                                      

    5.3  Nochmal zur Reibung                                                                                             

5.4  Wir speichern Arbeit als Energie                                                                       

    5.5  Der starre Körper als Federmodell                                                                   

    5.6  Auf die Leistung kommt es an                                                                         

    Quellenhinweise                                                                                                           

6  Mehrere Massen sind im Spiel                                                                             

    6.1  Billard als Gedankenexperiment                                                                     

       6.1.1  Kraftstoss und Impuls                                                                                   

       6.1.2  Zentraler elastischer Stoss                                                                           

       6.1.3  Experiment mit überraschendem Ergebnis                                              

       6.1.4  Schiefer elastischer Stoss                                                                          

    6.2  Die stossenden Massen sind verschieden und bewegen sich beide           

    6.3  Unelastischer Stoss                                                                                              

       6.3.1  Der springende Ball                                                                                     

       6.3.2  Ein Crashtest                                                                                                 

    6.4  Rückstoss                                                                                                             

       6.4.1  Ein Mann in einem Boot                                                                                           

       6.4.2  Das zerplatzende Geschoss                                                                        

       6.4.3  Der Raketenantrieb                                                                                     

    Quellenhinweise                                                                                                          

7  Es dreht sich was                                                                                                      

    7.1  Wir drehen am Rad                                                                                                         

       7.1.1  Es ist nicht die Kraft allein: Drehmoment                                               

       7.1.2  Trägheit rotierender starrer Körper (Trägheitsmoment)                      

       7.1.3  Energie bei der Rotation                                                                             

    7.2  Impuls bei der Rotation: Drehimpuls                                                                            

       7.2.1  Schneller rotieren: Pirouette                                                                      

       7.2.2  Rotation um verschiedene Achsen: Kreisel                              

       7.2.3  Kraftprotz im Zentrum: Zentralkraft                                                        

    Quellenhinweise                                                                                                        

8  Translation und Rotation                                                                                       

    8.1  Der starre Körper im Raum                                                                              

       8.1.1  Position und Orientierung des starren Körpers                                       

       8.1.2  Drehung um raumfeste Achsen                                                                 

    8.2  Der starre Körper bewegt sich                                                                          

       8.2.1  Der Massenmittelpunkt - ein geeigneter Bezugspunkt                          

       8.2.2  Massenmittelpunkt und Gleichgewicht                                                     

       8.2.3  Etwas einfacher: Bewegung in der Ebene                                                           

    8.3  Was wissen wir über Translation und Rotation?                                              8.4  Beispiele                                                                                                                   

       8.4.1  Schwungrad und fallende Masse am Seil                                                        

       8.4.2  Die rollende Kugel                                                                                        

       8.4.3  Der rollende Wagen                                                                                     

    Quellenhinweise                                                                                                                                  

9  Mathematische Sicherungshaken                                                                          

   9.1  Infinitesimalrechnung                                                                                          

      9.1.1  Differentialrechnung                                                                                      

      9.1.2  Extremwertbestimmung                                                                                      

      9.1.3  Reihenentwicklung von Funktionen                                              

      9.1.4  Integralrechnung                                                                                              

   9.2  Binomialkoeffizienten                                                                                           

   9.3  Beweis durch vollständige Induktion                                                                

   9.4  Quadratische Gleichungen                                                                                 

   9.5  Trigonometrische Funktionen                                                                            

   9.6  Raumwinkel                                                                                                           

   9.7  Besondere Zahlen                                                                                                 

      9.7.1  Das Geheimnis hinter der Zahl pi                                                                 

      9.7.2  Die natürliche Zahl e                                                                                     

      9.7.3  Die zauberhafte imaginäre Einheit i                                                           

   9.8  Vektoren                                                                                                                 

   9.9  Matrizen und Determinanten                                                                             

      9.9.1  Matrizen                                                                                                                

      9.9.2  Determinanten                                                                                                

      9.9.3  Lösung linearer Gleichungssysteme mithilfe von Determinanten      

      9.9.4  Beispiel: Drehung eines kartesischen Koordinatensystems                   

   Quellenhinweise                                                                                                            10  Resümee                                                                                                                    



      Symbole und Konstanten                                                                                      

      Sachwortverzeichnis