Notes, abstracts, papers, exams and problems of Physik

Antike griechische Astronomen und Mathematiker

Apollonius (3. Jh. v. Chr.)

Ein bedeutender Mathematiker, der die Kegelschnitte (Kurven, die durch das Schneiden eines Kegels mit einer Ebene entstehen) untersuchte und die Rückläufigkeit der Planetenbewegung mit Epizykeln erklärte.

Meton (5. Jh. v. Chr.)

Entdecker des Metonischen Zyklus (19 Jahre = 235 Mondmonate), der zur Vorhersage von Sonnen- und Mondfinsternissen dient. Der Zyklus wiederholt sich alle 19 Jahre, wobei die Sonnenfinsternisse mit Ausnahme der Mondfinsternisse alle 19 Jahre auf das gleiche Datum fallen.

Eratosthenes (3. Jh. v. Chr.)

Entwickelte das Sieb des Eratosthenes zur Berechnung von Primzahlen. Er erfand die Armillarsphäre, um die Position der Sterne zu bestimmen. Entdeckte... Continue reading "Antike griechische Astronomen und Mathematiker: Ihre Beiträge und Entdeckungen" »

Der Ursprung des Universums

Die Sonne ist ein gelber Stern am Rande der Galaxie der Milchstraße. Galaxien bestehen aus Galaxienhaufen von Milliarden von Sternen, die durch die Schwerkraft zusammengehalten werden. Vor dem Erscheinen des Universums war das Universum leer von Materie. Der Urknall (Big Bang) ist eine Theorie, die erklärt, wie das Universum entstand. Nach dem Urknall, der auf die große Expansion des Universums zurückzuführen ist, waren die Teilchen elementar. Anfangs kollidierten positiv geladene Teilchen in einem Meer von Photonen. Durch die Reaktion von Protonen und Neutronen wurden Heliumkerne gebildet, und Elektronen wurden durch Kernfusion zu neutralen Atomen. Die erste Mikrowellen-Energie, die durch Photonen bei einer... Continue reading "Entstehung von Universum, Erde und Leben: Eine wissenschaftliche Reise" »

Grundgesetze der Physik nach Descartes

Um die Ausdehnung und Bewegung zu erklären, beruft sich Descartes auf Gott, den Schöpfer der Materie, der ihr eine gewisse Bewegung verlieh, die konstant bleibt, denn Gott ist in seinem Wesen und in seinem Handeln unveränderlich. Das Universum wird also als geschlossenes System betrachtet. Daraus schließt er drei grundlegende Gesetze:

1. Trägheitsgesetz

Jeder Körper verharrt im selben Zustand der Ruhe oder Bewegung, und kann diesen nur durch das Eingreifen einer äußeren Kraft ändern.

2. Gesetz der geradlinigen Bewegung

Jeder sich bewegende Körper neigt dazu, sich in einer geraden Linie zu bewegen. Wenn keine äußere Kraft eingreift, gäbe es keinen Grund, eine Abweichung zu erklären.

3. Gesetz von

Physikalische Größen: Skalare und Vektoren

Physikalische Größen sind Eigenschaften der Materie, die gemessen werden können.

Skalare Größen

Skalare Größen sind nur mit einer Zahl und der entsprechenden Einheit definiert. Beispiele hierfür sind Temperatur, Masse, Länge und Druck.

Vektorielle Größen

Vektorielle Größen benötigen zur Definition neben dem Betrag und der Einheit auch eine Richtung. Beispiele hierfür sind Geschwindigkeit, Beschleunigung, Kraft und Impuls.

Elemente eines Vektors

• Betrag: Der numerische Wert der Größe.
• Richtung: Die Gerade, zu der der Vektor gehört.
• Orientierung: Die Richtung des Pfeils des Vektors.
• Anwendungspunkt: Der Ursprung des Vektors.

Grundlegende Größen

Grundlegende Größen werden willkürlich gewählt... Continue reading "Physikalische Größen und Bewegungslehre" »

FDMA, TDMA und CDMA: Unterschiede und Konzepte

FDMA (Frequency Division Multiple Access)

FDMA trennt das Spektrum in mehrere Kanäle von Sprache oder Bandbreite, die in einheitliche Segmente (Frequenzen) unterteilt sind. FDMA wird hauptsächlich für analoge Übertragungen verwendet. Diese Technik wird nicht für digitale Übertragungen empfohlen, obwohl sie in der Lage ist, digitale Informationen zu übertragen.

TDMA (Time Division Multiple Access)

Die TDMA-Technologie komprimiert Gespräche (digital) und sendet jedes mit dem Funksignal nur für ein Drittel der Zeit. Die Kompression des Sprachsignals ist möglich, weil digitale Informationen auf die Größe von binären Informationen (Nullen und Einsen) reduziert werden können.

CDMA (Code Division

Arbeit, Leistung und Energie

Arbeit entsteht, wenn eine Kraft auf einen Körper wirkt und ihn über eine Strecke bewegt. Man sagt, dass die Kraft Arbeit geleistet hat. Daher ist die Arbeit gleich:

T = F * S

Die Arbeitseinheit im SI-System ist das Joule (J). Es ist definiert als die Arbeit, die durch die Anwendung einer Kraft von 1 Newton auf einen Körper geleistet wird. 1J = 1N * 1m.

Keine Arbeit

1. Wenn es keine Verschiebung gibt, ist der Weg 0, die Arbeit ist Null.
2. Wenn Kraft und Weg senkrecht zueinander stehen (90°), wird keine Arbeit verrichtet.

Leistung

Leistung bezieht sich auf den Betrag der Arbeit, die im Laufe der Zeit verrichtet wird:

P = T / t

Die SI-Einheit ist das Watt (W). Es ist definiert als 1 Joule Arbeit, die in 1 Sekunde geleistet... Continue reading "Arbeit, Leistung, Energie und Wärme: Ein umfassender Leitfaden" »

Die Erde im Universum

Die Erde ist der dritte Planet von der Sonne in unserem Sonnensystem entfernt. Das Sonnensystem ist wiederum eines von vielen Planetensystemen in der Milchstraße. Diese Galaxie ist Teil eines Clusters von Galaxien, der Lokalen Gruppe genannt wird. Die Lokale Gruppe wird von zwei riesigen Spiralgalaxien dominiert: Andromeda und der Milchstraße. Der Rest der Galaxien, etwa 30, ist kleiner, viele davon sind Satellitengalaxien einer der großen Galaxien.

Was ist das Universum?

Das Universum besteht aus Planeten, Sternen, Galaxien, Galaxienhaufen, interstellarem Gas und Staub sowie aus Objekten wie Kometen, Meteoriten und Schwarzen Löchern. Es besteht aber auch zu einem großen Teil aus leerem Raum.

Modelle des Universums

Darstellung im Dieder-System

Die Dieder-Darstellung ist eine orthogonale Projektion auf zwei zueinander senkrechte Ebenen. Für die Darstellung in einer Ebene (vertikale Ebene) wird die senkrechte (horizontale) Ebene um 90 Grad um die Schnittlinie (Grundlinie) gedreht. Zusätzlich zu diesen beiden Ebenen wird im Allgemeinen eine dritte Ebene senkrecht zu den vorhergehenden (Profilansicht) verwendet, deren Darstellung durch Drehung um die Grundlinie auf der vertikalen Ebene erfolgt.

Maßlinie

Die Maßlinie ist ein Segment aus kleinen Strichen oder Punkten an beiden Enden, auf der das Maß des Referenzobjekts angegeben wird.

Konzept von Höhe und Rücktritt

• Die Höhe eines Punktes ist der Abstand zwischen diesem Punkt und der horizontalen Ebene bzw.

Viskose Reibungskräfte

Viskose Reibungskräfte haben zur Folge, dass Schichten der Flüssigkeit, die sofort in Kontakt mit einer festen Oberfläche sind, an dieser haften, so dass es keine relative Bewegung gibt. Darüber hinaus kann es keine relative Bewegung zwischen dem Fluid und der Wand in einer Richtung normal zu dieser geben, so dass für eine feste Wand die Randbedingung gilt:

(Wand-Fluid-Relativgeschwindigkeit). Wenn die Flüssigkeit ideal ist und es keine Reibungskräfte gibt, ist die Bedingung:

Kraft auf eine feste Wand

Wir können die Kraft, die auf eine feste Wand als Begrenzung der Flüssigkeit wirkt, folgendermaßen definieren:

Dann ist die Kraft pro Flächeneinheit:

Dies ist die normale Kraft an die Oberfläche (abgehende und ankommende... Continue reading "Randbedingungen in der Strömungsmechanik" »

NATURWISSENSCHAFTEN

TOP 2: Eigenschaften der Materie

Materie nimmt Raum ein, der gemessen werden kann.

Zwei Stücke der Materie können nicht gleichzeitig am selben Ort sein.

Die Objekte, die uns umgeben und die definierte Grenzen haben, sind als materielle Körper bekannt.

Wenn die Grenzen nicht präzise sind, dann sprechen wir von materiellen Systemen.

Eigenschaften der Materie

Alle Eigenschaften eines materiellen Körpers sind Eigenschaften der Materie.

Umfangreiche Eigenschaften der Materie

Umfangreiche Eigenschaften hängen von der Größe des materiellen Körpers ab, den wir beobachten.

Wie Masse und Volumen.

Intensive Eigenschaften der Materie

Intensive Eigenschaften sind nicht abhängig von der Körpergröße, die wir beobachten.

Sie dienen zur... Continue reading "Eigenschaften der Materie" »