Notizen, Zusammenfassungen, Arbeiten, Prüfungen und Übungen für Physik für Weitere Kurse

Mittelpunkt des Auftriebs (C)

Der Mittelpunkt des Auftriebs (auch bekannt als Auftriebszentrum) ist der Schwerpunkt des Volumens des Wassers, das von einem schwimmenden Körper für einen gegebenen Zustand verdrängt wird. Er ist entscheidend für die Stabilitätsberechnung der auf das Schiff wirkenden Kräfte.

Er wird durch den Buchstaben C dargestellt und in einigen Publikationen mit dem Buchstaben B gleichgesetzt, was im Englischen für "Buoyancy" (Auftrieb) steht.

Da sich das Schiff in Bewegung und Wellen befindet, ist die Position des Mittelpunkts des Auftriebs variabel und hängt von der Rumpfform und dem zu diesem Zeitpunkt untergetauchten Volumen ab.

Die Kurve in der Querebene, die das Auftriebszentrum für verschiedene Rollwinkel beschreibt,...

Grundlagen der Baustatik und Tragwerke

Lagerung und Auflager

Die Bedingung für ein Element, stillzustehen oder seine Flugbahn zu beschreiben. Sie beschreibt die Art und Weise, wie Verbindungen realisiert werden.

Struktur (Tragwerk)

Ein gebautes Gebilde, bestehend aus einem oder mehreren widerstandsfähigen Elementen. Diese sind so angeordnet, dass sowohl die Gesamtstruktur als auch ihre Komponenten in der Lage sind, Belastungen ohne wesentliche Geometrieänderungen standzuhalten.

Ziele des Tragwerksentwurfs

Der Entwurf basiert auf zwei Hauptzielen:

1. Erfüllung der funktionalen Anforderungen.
2. Sichere Aufnahme der Lasten.

Konstruktionsprozess eines Tragwerks

Der vollständige Konstruktionsprozess einer Struktur umfasst folgende Schritte:

1. Identifizierung

Gleichgewicht am Flugzeug
Voraussetzungen für die nationale Flugplanung

Gleitwinkel und Gewicht
Gleitwinkel: Das Gewicht beeinflusst den Gleitwinkel nicht.

Gleitflug mit maximalem Gewicht
Ein Flugzeug mit größerem Gewicht hat dieselbe Gleitzahl. Mit zunehmender Höhe bleibt der Gleitwinkel gleich.

Gleitflug mit Stabilisierung
Bei konstantem Schub und Gleitwinkel gilt: Der Gleitflug kann über 80 km, zum Beispiel bei 20 km Gegenwind, bis zu 100 km betragen.

Schwerpunkt (CG) und Stabilität

Der Schwerpunkt (CG) und der Druckpunkt (CP) müssen sich im Verhältnis zueinander so befinden, dass das Flugzeug stabil bleibt. Die Wägung des Schwerpunkts erfolgt in Prozent der mittleren aerodynamischen Flügeltiefe (CMA).

• Schwerpunkt vorn: stabiler, aber schwerer

Elektrostatik und Elektrodynamik

Elektrostatik: Die Energie oder elektrische Ladung in Ruhe. Strombelastung: Wenn die Ladung in Bewegung ist. Elektrodynamik: Die grundlegende und inhärente Eigenschaft der Materie. Es gibt positive oder negative Ladungen, gleichnamige Ladungen stoßen sich ab und ungleichnamige ziehen sich an.

Grundlegende Ladungseinheit

Ein Elektron oder ein Proton.

Leitende Körper

Materialien, deren Elektronen sich frei bewegen können.

Elektrifizierung

Wenn Körper an anderen Stellen angezogen werden, unterteilt in: Reibung, Kontakt, Induktion.

Elektrische Kraft

Die Kraft hängt von der Größe oder Intensität, dem Abstand zwischen den Ladungen und der Höhe der Ladung ab (F) (IF = N).

Coulombsches Gesetz

Die elektrische Kraft zwischen...

Grundlagen der Schwerpunktberechnung

Ein Jet-Flugzeug hat ein Startgewicht (W) von 460.000 N. Der Schwerpunkt (Punkt G) liegt bei 15,40 m von der Null-Referenz. Nach dem Laden von 12.000 N Fracht in das vordere Fach (10 m von der Null-Referenz) beträgt die endgültige Schwerpunktlage, berechnet in Prozent der mittleren Flügeltiefe (MAC), 27,5 %.

Die Lage im Flugzeug, gemessen als Entfernung vom Bezugspunkt (Datum), wird als Station bezeichnet.

Gewichtsbestimmung und Masseberechnung

Ein Flugzeug wird gewogen: Bugrad 5.330 kg, linkes Hauptrad 12.370 kg, rechtes Hauptrad 12.480 kg. Bei einer operativen Masse von 1.780 kg und einer Besatzungsmasse von 545 kg ergibt sich eine Leermasse von 30.180 kg.

Beispiel zur Schwerpunktverschiebung: Bei einer...

1. Erklärung von Effektivwerten bei Wechselstrom

Der RMS-Wert (Effektivwert) einer Wechselspannung oder eines Wechselstroms ist der Wert, der in Bezug auf die Heizleistung einem Gleichstrom äquivalent ist. Bei der Berechnung von Wechselstromkreisen werden diese Effektivwerte verwendet, um sie mit Gleichstromberechnungen vergleichbar zu machen.

Da der Momentanwert von Strom und Spannung bei Wechselgrößen ständig variiert, nutzt man Effektivwerte, um handhabbare Größen für Berechnungen zu erhalten. Wenn wir beispielsweise von einer Netzspannung von 230V sprechen, beziehen wir uns immer auf den Effektivwert.

2. Berechnung bei gegebener Wechselspannung

Die Momentaufnahme einer Wechselspannung ist gegeben durch den Ausdruck E(t) = 200 · sin(...

Brechung des Lichts

Die Brechung des Lichts ist die Änderung der Ausbreitungsrichtung, wenn Lichtstrahlen eine Grenzfläche zwischen zwei Medien unterschiedlicher Dichte durchqueren.

Die an der Lichtbrechung beteiligten Elemente sind:

• Einfallender Strahl: Der Lichtstrahl, der die Oberfläche im Medium 1 erreicht.
• Gebrochener Strahl: Der Lichtstrahl, der die Oberfläche durchquert und sich im Medium 2 bewegt.
• Normale: Eine gedachte Linie, die senkrecht zur Oberfläche am Einfallspunkt steht.
• Einfallswinkel: Der Winkel zwischen dem einfallenden Strahl und der Normalen.
• Brechungswinkel: Der Winkel zwischen dem gebrochenen Strahl und der Normalen.

Bei der Brechung des Lichts gelten immer die folgenden Bedingungen:

• Wenn Licht von einem optisch dünneren

Kartenprojektion: Grundlagen und Typen

Eine Kartenprojektion ist ein System, das Punkte von der gekrümmten Oberfläche der Erde auf eine ebene Fläche überträgt. Diese Punkte werden auf einem Netz von Längen- und Breitengraden abgebildet, was zu einer Reihe von Verzerrungen führt. Gute Projektionen müssen zwei Eigenschaften aufweisen: die Flächen beibehalten (Äquivalenz) und die Winkel beibehalten (Konformität).

Je nachdem, welcher Punkt als Kartenmittelpunkt dient, unterscheidet man zwischen:

• Polarer Projektion: Das Zentrum ist einer der Pole.
• Äquatorialer Projektion: Das Zentrum ist der Schnittpunkt zwischen dem Äquator und einem Längengrad.
• Schräger Projektion: Das Zentrum ist ein anderer Punkt.

Eigenschaften von Kartenprojektionen

Konforme

Aggregatzustände und Phasenübergänge

• Schmelzen: fest → flüssig
• Erstarren: flüssig → fest
• Verdampfen/Verdunsten: flüssig → gasförmig
• Kondensieren: gasförmig → flüssig
• Sublimieren: fest → gasförmig
• Resublimieren: gasförmig → fest

Anomalie des Wassers

Wasser dehnt sich beim Gefrieren aus: Bei 0 °C vergrößert sich das Volumen um ca. 9 %. Zwischen 0 °C und 4 °C nimmt das Wasservolumen beim Erwärmen ab (größte Dichte bei 4 °C). Dadurch frieren Seen nicht vollständig zu und Fische können überleben.

Wärmeenergie

Q = c · m · ΔT

• Q: Wärme
• c: Spezifische Wärmekapazität (Wasser: 4.200 J/(kg·K))
• ΔT: Temperaturänderung

Schwingungen beeinflussen

• Schwingung stoppen: Viel Reibung erzeugen (z. B. in Wasser).
• Schwingung erhalten: Energie