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Kontinuitätsgleichungen
- Die Größe \(\frac{m}{t}=\rho\cdot v\cdot A\) bzw. infinitesimal \(\frac{dm}{dt}=\dot{m}\) bezeichnet man als Massenstrom.
- Bei einer stationären Strömung ist wegen der Massenerhaltung der Massenstrom \(\dot{m}=\frac{m}{t}=\rho \cdot A \cdot v\) an allen Querschnittsflächen konstant.
- Bei inkompressiblen Fluiden ist der Massenstrom \(\dot{m}\) proportional zum Volumenstrom \(\dot{V}\). Der Proportionalitätsfaktor ist die Dichte \(\rho\) des inkompressiblen Fluids.
- Die Größe \(\frac{m}{t}=\rho\cdot v\cdot A\) bzw. infinitesimal \(\frac{dm}{dt}=\dot{m}\) bezeichnet man als Massenstrom.
- Bei einer stationären Strömung ist wegen der Massenerhaltung der Massenstrom \(\dot{m}=\frac{m}{t}=\rho \cdot A \cdot v\) an allen Querschnittsflächen konstant.
- Bei inkompressiblen Fluiden ist der Massenstrom \(\dot{m}\) proportional zum Volumenstrom \(\dot{V}\). Der Proportionalitätsfaktor ist die Dichte \(\rho\) des inkompressiblen Fluids.
BERNOULLI-Gleichung
- Die BERNOULLI-Gleichung liefert einen Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit \(v\) und Druck \(p\).
- Die BERNOULLI-Gleichung bei stationärer, verlustfreier Strömung eines inkompressiblen Fluides ist \(\rho \cdot g \cdot h+\frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 + p=\rm{konst.}\).
- Die Summe der potentiellen Energie, der kinetischen Energie und der Druckenergie (also der verrichteten Arbeit) entlang der Stromröhre ist erhalten.
- Die BERNOULLI-Gleichung liefert einen Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit \(v\) und Druck \(p\).
- Die BERNOULLI-Gleichung bei stationärer, verlustfreier Strömung eines inkompressiblen Fluides ist \(\rho \cdot g \cdot h+\frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 + p=\rm{konst.}\).
- Die Summe der potentiellen Energie, der kinetischen Energie und der Druckenergie (also der verrichteten Arbeit) entlang der Stromröhre ist erhalten.
Größen zur Beschreibung einer Kreisbewegung
- Das (Dreh-)Zentrum \(Z\) ist der Mittelpunkt der Kreisbahn.
- Der Bahnradius \(r\) ist die (konstant bleibende) Entfernung des Körpers zum Drehzentrum.
- Die Umlaufdauer \(T\) gibt an, wie lange ein Körper für einen vollständigen Umlauf der Kreisbahn benötigt.
- Die Frequenz \(f\) ist der Kehrwert der Umlaufdauer: \(f=\frac{1}{T}\). Sie gibt an, wie viele Umläufe ein Körper pro Zeiteinheit absolviert.
- Mit \(s\) bezeichnen wir die Länge der (Bahn-)Strecke, die der Körper seit dem Start der Kreisbewegung auf der Kreisbahn zurückgelegt hat.
- Mit \(\varphi\) bezeichnen wir die Weite des Drehwinkels, den der Bahnradius seit dem Start der Kreisbewegung überstrichen hat.
- Winkel werden bei der Beschreibung von Kreisbewegungen meist im Bogenmaß angegeben. Eine volle Umdrehung von \(360^\circ\) entspricht im Bogenmaß dem Wert \(2\pi\)
- Es gilt \(s = \varphi \cdot r \quad {\rm{bzw.}} \quad \varphi = \frac{s}{r}\)
- Das (Dreh-)Zentrum \(Z\) ist der Mittelpunkt der Kreisbahn.
- Der Bahnradius \(r\) ist die (konstant bleibende) Entfernung des Körpers zum Drehzentrum.
- Die Umlaufdauer \(T\) gibt an, wie lange ein Körper für einen vollständigen Umlauf der Kreisbahn benötigt.
- Die Frequenz \(f\) ist der Kehrwert der Umlaufdauer: \(f=\frac{1}{T}\). Sie gibt an, wie viele Umläufe ein Körper pro Zeiteinheit absolviert.
- Mit \(s\) bezeichnen wir die Länge der (Bahn-)Strecke, die der Körper seit dem Start der Kreisbewegung auf der Kreisbahn zurückgelegt hat.
- Mit \(\varphi\) bezeichnen wir die Weite des Drehwinkels, den der Bahnradius seit dem Start der Kreisbewegung überstrichen hat.
- Winkel werden bei der Beschreibung von Kreisbewegungen meist im Bogenmaß angegeben. Eine volle Umdrehung von \(360^\circ\) entspricht im Bogenmaß dem Wert \(2\pi\)
- Es gilt \(s = \varphi \cdot r \quad {\rm{bzw.}} \quad \varphi = \frac{s}{r}\)
Sinken, Schweben, Steigen, Schwimmen
- Das Zusammenspiel von Gewichtskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) eines Körpers und seiner Auftriebskraft \(\vec F_{\rm{A}}\) im Medium bestimmen, ob der Körper sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt.
- Beim Schwimmen taucht ein Körpers gerade so weit in ein Medium ein, sodass gilt \({F_{\rm{A}}} = {F_{\rm{G}}}\).
- Das Zusammenspiel von Gewichtskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) eines Körpers und seiner Auftriebskraft \(\vec F_{\rm{A}}\) im Medium bestimmen, ob der Körper sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt.
- Beim Schwimmen taucht ein Körpers gerade so weit in ein Medium ein, sodass gilt \({F_{\rm{A}}} = {F_{\rm{G}}}\).
Licht und Farben
- Licht hat keine Farbe.
- Wenn Licht aber auf die Netzhaut im Auge trifft, senden die verschiedenen lichtempfindlichen Zapfen elektrische Impulse an das Gehirn. Dort werden diese Impulse verarbeitet und im Gehirn wird ein Farbeindruck erzeugt.
- Licht aus verschiedenen Bereichen des Lichtbündels, das nach der Zerlegung von Sonnenlicht entsteht, erzeugt jeweils einen anderen Farbeindruck. Wir unterscheiden das Licht deshalb nach diesem Farbeindruck und bezeichnen z.B. Licht aus dem linken Bereich des Lichtbündels als "Licht der Spektralfarbe Rot" oder kurz als "rotes Licht".
- Ist Licht verschiedener Spektralfarben gemischt, dann kann dieses Licht Farbeindrücke erzeugen, die mit Licht einer einzelnen Spektralfarbe nicht erzeugt werden können.
- Licht hat keine Farbe.
- Wenn Licht aber auf die Netzhaut im Auge trifft, senden die verschiedenen lichtempfindlichen Zapfen elektrische Impulse an das Gehirn. Dort werden diese Impulse verarbeitet und im Gehirn wird ein Farbeindruck erzeugt.
- Licht aus verschiedenen Bereichen des Lichtbündels, das nach der Zerlegung von Sonnenlicht entsteht, erzeugt jeweils einen anderen Farbeindruck. Wir unterscheiden das Licht deshalb nach diesem Farbeindruck und bezeichnen z.B. Licht aus dem linken Bereich des Lichtbündels als "Licht der Spektralfarbe Rot" oder kurz als "rotes Licht".
- Ist Licht verschiedener Spektralfarben gemischt, dann kann dieses Licht Farbeindrücke erzeugen, die mit Licht einer einzelnen Spektralfarbe nicht erzeugt werden können.
Das menschliche Auge - Akkommodation und Sehfehler
- Als Akkommodation bezeichnet man die Änderung der Brennkraft des Auges, um Objekte in unterschiedlichen Entfernungen scharf sehen zu können.
- Bei Kurzsichtigkeit ist die Augenlinse zu stark gekrümmt, entfernte Gegenstände werden kurz vor der Netzhaut scharf abgebildet.
- Bei Weitsichtigkeit ist die Augenlinse nicht stark genug gekrümmt, nahe Gegenstände werden kurz hinter der Netzhaut scharf abgebildet.
- Als Akkommodation bezeichnet man die Änderung der Brennkraft des Auges, um Objekte in unterschiedlichen Entfernungen scharf sehen zu können.
- Bei Kurzsichtigkeit ist die Augenlinse zu stark gekrümmt, entfernte Gegenstände werden kurz vor der Netzhaut scharf abgebildet.
- Bei Weitsichtigkeit ist die Augenlinse nicht stark genug gekrümmt, nahe Gegenstände werden kurz hinter der Netzhaut scharf abgebildet.
Zeitmessung mit Hilfe eines Fadenpendels
Ein kurzes Video erklärt, wie das Fadenpendel in der katholischen Kirche zur universellen Zeitbestimmung genutzt wurde. Außerdem werden weitere Methoden zur Zeitbestimmung, z.B. mit einem Wanderstab, und ein Selbstversuch zur Exponentialschreibweise von Distanzen erläutert. Das Video stammt von Prof. André Bresges, Professor für Physik an der Universität Köln.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkZeitbestimmung mit dem Schatten eines Wanderstocks
Eine anschauliche Erklärung, wie wandernde Gelehrte den Schatten ihres Wanderstabs zur Zeitbestimmung und Orientierung verwendeten. Das Video stammt von Prof. André Bresges, Professor für Physik an der Universität zu Köln.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkKräfte in Atomen und Kraftzerlegung im Kampfsport
Nach einer kurzen Erläuterung über Kräfte zwischen Atomen, zeigt dieses Video die Kräftezerlegung am Beispiel eines Wing-Tsjun-Kampfes. Das Video stammt von Prof. André Bresges, Professor für Physik an der Universität zu Köln.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkKraftzerlegung beim Kirchenbau, im Kampfsport und in Brücken
In diesem kurzen, aber gut erklärten Video, geht es um wirkende Kräfte beim Kirchenbau, ein Beispiel der Kraftzerlegung im Kampfsport und Brückenkonstruktionen mit Kraftdreiecken. Das Video stammt von Prof. André Bresges, Professor für Physik an der Universität zu Köln.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkNewtonsche Axiome
Die drei Newtonschen Axiome werden anhand von Beispielen aus der Astronomie, dem Kampfsport und dem Alltag erklärt. Das Video stammt von Prof. André Bresges, Professor für Physik an der Universität zu Köln.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkGeschwindigkeit, Beschleunigung und Impuls
Dieses Video schließt an die Erläuterungen zu den Newtonschen Axiomen an und erklärt die Kräfte, Beschleunigungen und Impulse, die den One-Inch-Punch aus der chinesischen Kampfkunst Wing-Tsjun ermöglichen. Das Video stammt von Prof. André Bresges, Professor für Physik an der Universität Köln.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zum Foucaultschen Pendel
Ein kurzes Video, das den Versuchsaufbau des Foucaultschen Pendels aus den Blickwinkeln verschiedener Koordinatensysteme zeigt. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zum Versuch Kugelstoßpendel
Dieses Video zeigt das Kugelstoßpendel (Newtonpendel) aus verschiedenen Perspektiven und eignet sich zur Erklärung des elastischen Stoßes. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zum Auftrieb eines schwimmenden Balls
Das Video zeigt einen schwimmenden Ball in einem Behältnis voll Wasser. Anhand der verdrängten Menge Flüssigkeit kann der, auf den Ball wirkende, Auftrieb bestimmt werden. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo eines gekoppelten Fadenpendels
Das Video zeigt den Aufbau eines gekoppelten Pendels aus mehreren Fadenpendeln. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zu Hebeln und Drehbewegungen im Alltag und in der Kampfkunst
Dieses Video zeigt anschauliche Beispiele für die Nutzung von Drehmomenten im Alltag und in der Kampfkunst. Es regt zum Mitmachen und Mitrechnen an. Das Video stammt von Prof. André Bresges, Professor für Physik an der Universität zu Köln.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zu Schwingungsdauer eines Fadenpendels
Dieses kurze Video beantwortet illustrativ die Frage, von welcher physikalischen Größe die Schwingungsdauer eines Fadenpendels abhängt. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zu klassischen mechanisch schwingenden Systemen
Das Video zeigt drei klassische schwingende Systeme: Das Fadenpendel, die Blattfeder und den Federschwinger. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zur Dämpfung mechanischer Schwingungen
Dieses kurze Video illustriert verschiedene Arten ein Federpendel zu dämpfen. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zu rotierenden Flüssigkeiten
Dieses Video illustriert die Zentrifugalkraft anhand einer rotierenden Flüssigkeit. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zur Polarisation von Licht
Dieses Video zeigt mithilfe eines Polarisationsfilters die Polarisation einer Lampe. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zum variablen G-Pendel
Dieses Video zeigt den Einfluss des Ortsfaktors auf die Schwingung eines Schwerependels. Das Pendel kann so gedreht werden, dass es waagrecht zum Boden schwingt und der Beitrag der Gravitation vernachlässigbar wird. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zu Spur eines Pendels
Dieses kurze Video zeigt die Spur der Schwingung eines Pendels, aus dem Sand herausrieselt, als Sinuskurve. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zur Beschleunigung eines Smartphones in einer Salatschleuder
Dieses Video zeigt und misst die Beschleunigungen, die auf ein Smartphone in einer Salatschleuder wirken. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zur Trägheit
Dieses kurze Video illustriert die Trägheit einiger Streichholzschachteln, in dem von einem Turm an Streichholzschachteln immer die Unterste weggeschlagen wird. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zum schrägen Wurf am Beispiel eines Wasserstrahls
Dieses Video veranschaulicht den schrägen Wurf mithilfe eines Wasserstrahls, der aus einem höher gelegenen Reservoir an Wasser in verschiedenen Winkeln, verschiedene Parabelbahnen beschreibt. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zur Bildentstehung am ebenen Spiegel
Dieses Video zeigt eine Konstruktion der Bildentstehung am ebenen Spiegel mithilfe zweier Lichtquellen an einer Tafel. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zum Reflexionsgesetz
Dieses Video zeigt Anwendungen des Reflexionsgesetzes anhand einiger Beipielreflexionen. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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Zur Übersicht Zum externen WeblinkVideo zum Federpendel mit verschiedenen Massen
Dieses Video zeigt die unterschiedlichen Schwingungen eines Federpendels bei verschiedenen Massen. Das Video wurde von der Ecole Science als Open Educational Resource (OER) veröffentlicht.
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