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Einführung in die Physik

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Einführung in die Physik

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  1. Einführung in die Physik für Pharmazeuten und Biologen (PPh)Mechanik, Elektrizitätslehre, Optik Übung : Montags 13:15 bis 14 Uhr, Liebig-HS Vorlesung: Montags14:15 bis 15:45, Liebig HS Tutorials: Montags 16:00 bis 17:30, B00.019, C3003, D0001 Web-Seite zur Vorlesung : http://www.physik.lmu.de/lehre/vorlesungen/wise_07_08/pph/

  2. Vorlesung Physik für Pharmazeuten : PPh - 05 Kreisel Festkörper heat them and beat them Flüssigkeiten Hydrostatik

  3. Kreisel

  4. Symmetrieachsen und freie Achsen Freie Drehachse (Zentripetalkräfte kompensieren sich) Rotation um freie Achse Die Rotation um freie Achsen erfordert kein Drehmoment. Jeder starre Körper besitzt (mindestens) drei freie Achsen, und diese stehen senkrecht aufeinander. [Tafel 5.1]

  5. Ein Kreiselrotiert immer um eine freie Achse L [Experiment kräftefreier Kreisel]

  6. nicht parallel parallel Was passiert, wenn ein Drehmoment auf einen Kreisel wirkt?

  7. von oben: DL L DF Kreisel im Schwerefeld: Präzession M L F Das Rad läuft um die Aufhängung mit Umlauffrequenz Höhere Drehimpulse stabilisieren die Drehachse [Tafel 5.2]

  8. Präzession des Kreisels Experiment Gyroscope Experiment Kraftzerlegung

  9. Festkörper

  10. Bisher: starre KörperJetzt: deformierbare Körper

  11. Derkristalline Festkörper Kristallformen • Raumgitter (Kristallgitter) • Gitterebenen (Netzebenen) Translationssymmetrie m, k, l: ganze Zahlen Gitter+Basis=Kristallstruktur Demo Kristall

  12. Interferenz von Röntgenstrahlen in Kristallen

  13. Molekulare Basis eines Festkörpers Lennard Jones Potential [Tafel 5.3]

  14. Elastizitätsgrenze und Plastizität Zugfestigkeit Physik ("Hooksche Feder") Materialwissenschaft

  15. Atomares Bild der plastischen Deformation Gefüge Gitterfehler Versetzungen Korngrenzenwanderung ...

  16. Def.: Zugspannung und Dehnung Zugspannung Dehnung Elastizitätsmodul Hooksches Gesetz

  17. A F || g Schubspannung und Scherung Dl : Schubspannung l g : Scherwinkel G : Schubmodul Einheit [t,G]=Pa Flüssigkeiten kann man nicht statisch scheren oder biegen ! [Experiment Silly putty]

  18. R Torsion=Scherung F M = F x R (Drehmoment)

  19. L Dh a b neutrale Faser Andere Deformationen sind geometrisch ableitbar Biegung = Dehnung + Stauchung: Lösung durch Integration ... Versuch Biegung [Tafel 5.4]

  20. Material Elastizitätsmodul (109 Pa) Zugfestigkeit (109 Pa)

  21. A Space Elevator, or more specifically the LiftPort Space Elevator, will consist of a ribbon made of a very strong and very light material, carbon nanotubes, anchored to the Earth's surface at the LiftPort Station with the other end reaching into space. By making the ribbon long enough, and attaching a small satellite as counterweight, the Earth's rotation will provide enough centrifugal effect to overcome the pull of gravity and keep the ribbon taut. The LiftPort Space Elevator will then provide a permanent bridge between earth and space. Elevator cars will be robotic "lifters" which will climb the ribbon to deliver cargo and eventually people to orbit or beyond.

  22. DV, Dm Die Dichte Dichte=Masse/Volumen spez. Volumen: spez. Gewicht:

  23. Hydrostatik Der hydrostatische Druck :

  24. p2 p1 V1 V2 Kompressibilität Kompressibilität K:Kompressionsmodul Festkörper und Flüssigkeiten sind inkompressibel (K ist groß) im Gegensatz zu Gasen (K ist klein) Schubmodul Kompress.-modul

  25. F A F Pascalsches Prinzip Der hydrostatische Druck : [P]=N/m2 =Pa(scal) 1 bar=105Pa Einfaches Druckmeßgerät (Manometer) Pascalsches Prinzip Der Druck wirkt isotrop (in alle Raumrichtungen), unabhängig von der (geschlossenen) Gefäßform.

  26. Hydraulische Presse (Anwendung des Pascalschen Prinzips) Energieerhaltung Kolbenarbeit gegen den hydr. Druck

  27. h A Der Schweredruck Druck und Dichte entkoppelt (inkompressible Flüssigkeit) Anwendungen: Wasserturm, Taucher unter Wasser, .... Experiment Hydrostatik

  28. Druckmessung U-Rohr: U-Rohr Flüssigkeits-Manometer

  29. Wo ist der hydrostatische Druck am größten? Hydrostatisches Paradoxon Der Druck am Boden des (offenen) Gefäßes ist unabhängig von der Form Tafel 5.5 Versuch kommunizierende Röhren

  30. Magdeburger Halbkugeln Nachweis des Luftdrucks durch Otto von Guericke (1602-1682)

  31. 1.0 0.8 Druck in bar 0.6 0.4 0.2 0 5 10 15 20 25 30 Höhe in km Der atmosphärische Schweredruck Formel für hydrostatischen Druck (Gas: Druck und Dichte sind gekoppelt) druckabhängige Dichte Barometrische Höhenformel

  32. Torricellische Röhre zur Messung des Luftdrucks =p1 p0~0 Atmosphärischer „Normaldruck“: 1,013·105 Pa = 1 atm=1013 mbar = 760 Torr = 760 mm-Hg Wie hoch steht die Quecksilbersäule bei 1013 mbar?

  33. Archimedisches Prinzip Fläche A Auftriebskraft Schwimmen Schweben Sinken Ein Körper, der teilweise oder vollständig in eine Flüssigkeit eingetaucht ist, erfährt eine Auftriebskraft, deren Betrag gleich der Ge-wichtskraft der verdrängten Flüssigkeit ist