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Der Begriff der Energie in der Physik

In der Physik besagt das universelle Gesetz der Energieerhaltung, welches die Grundlage für den ersten Hauptsatz der Thermodynamik bildet, dass die Energie eines geschlossenen Systems über die Zeit konstant bleibt. Die spezielle Relativitätstheorie stellt jedoch eine Äquivalenz zwischen Masse und Energie her, wodurch alle materiellen Körper Energie enthalten. Zusätzlich können Körper weitere Energie besitzen, die konzeptionell nach verschiedenen Typen unterteilt wird, z.B.:

• Kinetische Energie: Energie aufgrund von Bewegung.
• Chemische Energie: Energie aufgrund der chemischen Zusammensetzung.
• Potentielle Energie: Energie aufgrund von Position oder Deformation in Bezug auf wirkende Kräfte.
• Thermische Energie:

Block 1

Konservative Kräfte: Viele Arten von Kräften, bei denen die Arbeit, die verrichtet werden muss, um einen Körper zwischen zwei Punkten zu bewegen, vom zurückgelegten Weg abhängt (z. B. Reibungskräfte). Nicht so im Fall eines bestimmten Typs von Kräften, die als konservativ bezeichnet werden. Eine konservative Kraft ist eine Kraft, die in der Lage ist, die gegen sie verrichtete Arbeit zurückzugeben. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass die verrichtete Arbeit nur von der Anfangs- und Endposition abhängt, nicht vom zurückgelegten Weg. Aus diesem Grund ist die Arbeit in einem geschlossenen Weg Null. Dies ist eine Eigenschaft, die die Zentralkräfte aufweisen. Die Bereiche, in denen diese Kräfte wirken, haben wiederum den Namen konservativ... Continue reading "Konservative Kräfte, potenzielle Energie und Keplers Gesetze" »

Die Big-Bang-Theorie

1. Sowohl Materie als auch Energie waren in einem Punkt konzentriert, dem Ur-Atom, dessen Dichte und Temperatur sehr hoch gewesen sein müssen.
2. Das Ur-Atom dehnte sich in einer großen Explosion, dem "Big Bang", stark aus und begann mit der Ausdehnung, wodurch das Universum entstand.
3. Es entstanden subatomare Teilchen und später die einfachsten Atome, Wasserstoff und Helium.
4. Die Temperatur sank und es bildeten sich Nebel, Galaxien, Sterne, Planeten usw. In den Sternen entstanden die chemischen Elemente.

Die Planeten des Sonnensystems

Merkur, Venus, Erde, Mars, Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun.

Eigenschaften des Sonnensystems

• Die Sonne und die Planeten drehen sich in die gleiche Richtung.
• Die Planeten bewegen sich auf nahezu kreisförmigen

Atommodelle im Überblick

Alton: TA-Bände und identische (mismoelem) verschiedene (otroelem); Verbindungen durch Vereinigung von Atomen; 1. Reorganisation der Atome.

Thomson: Das Rosinenkuchenmodell

J.J. Thomson: Ging von einer positiv geladenen, kompakten Atomkugel aus, in die negativ geladene Elektronen eingebettet sind. Bekannt als das Rosinenkuchenmodell. Im Jahr 1897 zeigte Thomson in einer Entladungsröhre die Existenz von Teilchen, die viel kleiner als das Atom sind: negativ geladene Elektronen. Er bestimmte das Verhältnis zwischen Ladung und Masse und demonstrierte, dass diese Konstante unabhängig vom Kathodenmaterial war.

Rutherford: Der Atomkern

Rutherford: Beobachtete zusammen mit Geiger und Marsden: „Die meisten Teilchen durchdringen... Continue reading "Atommodelle: Thomson, Rutherford, Bohr und moderne Theorie" »

Grundlegende Geometrie-Konzepte

Ebene Geometrie

Teil der Geometrie, der sich mit Figuren befasst, deren Punkte alle in einer Ebene liegen.

Raumgeometrie

Befasst sich mit Figuren, deren Punkte nicht alle in derselben Ebene liegen.

Darstellende Geometrie

Löst Raumgeometrieprobleme durch Operationen in einer Ebene und stellt räumliche Figuren dar.

Projektive Geometrie

Projiziert Figuren auf eine Ebene.

Analytische Geometrie

Untersucht Figuren mithilfe eines Koordinatensystems und mathematischer Analyse.

Flächen und Körper

Kegelschnitt

Schnittkurve eines Kegels mit einer Ebene. Typen: Ellipse, Parabel und Hyperbel.

Hyperboloid

Rotationsfläche, die durch Rotation einer Hyperbel um eine ihrer Achsen entsteht. Der geometrische Ort der Punkte, für die die Differenz... Continue reading "Einführung in die Geometrie: Konzepte und Werkzeuge" »

Die Wirkung von Druck und Verformung durch Kräfte

Eine Kraft kann eine Verformung in einem Körper verursachen. Die Erfahrung zeigt, dass die verformende Wirkung einer Kraft von ihrer Intensität und der Fläche abhängt, auf die sie wirkt.

Effekte in Fluiden

Fluide sind Substanzen, die fließen können (auch durch kleine Öffnungen). Sie haben keine bestimmte Form, sondern nehmen die Form des Behälters an, der sie enthält. Flüssigkeiten und Gase sind Fluide. Flüssigkeiten sind schwer zu komprimieren, während Gase komprimierbar sind.

Das Pascal'sche Prinzip

Der Druck, der auf einen Punkt einer eingeschlossenen Flüssigkeit ausgeübt wird, wird mit gleicher Intensität in alle Richtungen übertragen.

Kommunizierende Gefäße

Zwei oder mehr miteinander... Continue reading "Druck, Verformung, Fluide & Auftrieb" »

Vieleck

Eine flache geometrische Figur, die durch eine geschlossene Linie begrenzt wird, die sich nicht selbst schneidet.

Klassifizierung von Polygonen

Die Polygone werden grundsätzlich eingeteilt in:

• Regelmäßige Vielecke
• Unregelmäßige Vielecke

Regelmäßiges Polygon

Ein Polygon, bei dem alle Seiten gleich lang sind und alle Winkel in einem Kreis beschränkt sind. Beispiele sind:

• Gleichseitiges Dreieck: Regelmäßiges Vieleck mit 3 Seiten
• Quadrat: 4-seitiges regelmäßiges Vieleck
• Regelmäßiges Fünfeck: Regelmäßiges Polygon mit 5 Seiten
• Regelmäßiges Sechseck: 6-seitiges regelmäßiges Vieleck
• Regelmäßiges Siebeneck: Regelmäßiges 7-Eck
• Regelmäßiges Achteck: 8-seitiges regelmäßiges Polygon, ... und so weiter.

Regelmäßiges Vieleck

Unregelmäßiges

Theorien über das Universum

Aristoteles

In der Astronomie schlug Aristoteles die Existenz eines endlichen, kugelförmigen Universums vor, mit der Erde im Zentrum. Dieses Zentrum würde aus vier Elementen bestehen: Erde, Luft, Feuer und Wasser. In seiner Physik hat jedes dieser Elemente einen angemessenen Platz, bestimmt durch sein relatives Gewicht oder spezifisches Gewicht. Jedes Element bewegt sich natürlich in einer geraden Linie – Erde nach unten, Feuer nach oben – zu seinem rechtmäßigen Platz. Ist dieser erreicht, stoppt die Bewegung. Der Himmel bewegt sich jedoch natürlich und unendlich in einer komplexen Kreisbewegung. Daher muss er, gemäß Aristoteles' Logik, aus einem fünften Element bestehen, das er Äther nannte. Dieses... Continue reading "Theorien über das Universum: Von Aristoteles bis zum Urknall" »