Mechanik

Rainer Müller , Technische Universität Braunschweig.

1. Ein lernwirksamer Zugang zur newtonschen Mechanik1.1.Kinematische Größen1.2.Geschwindigkeit als Vektorgröße, Richtung und Tempo1.3.Das Trägheitsgesetz1.4.Zweidimensionaler Stoß als Hinführung zum 2. newtonschen Gesetz2. Modell- und Theoriebildung in der Mechanik2.1.Von der Beobachtung von Alltagsphänomenen zu den Modellen der Mechanik2.2.Die Grundgesetze der Mechanik sind nicht im Alltag erkennbar2.3.Antike Vorstellungen zur Bewegung und ihre Entsprechungen in Schülervorstellungen2.4.Systematische Begriffsbildung2.5.Begriff der Masse2.6.Gesetz oder Axiom?3. Die newtonschen Gesetze mit System anwenden3.1.Geschwindigkeit und Beschleunigung; das zweite newtonsche Gesetz als Differentialgleichung3.2.Systeme und Systemgrenzen; äußere und innere Kräfte3.3.Planvolles Anwenden des zweiten newtonschen Gesetzes3.4.Beispiel: Schiefe Ebene3.5.Drittes newtonsches Gesetz3.6.Modellieren von Wurfbewegungen: Senkrechter, schräger Wurf, schräger Wurf mit Reibung3.7.Schwerelosigkeit4. Erhaltungssätze4.1.Energieformen4.2.Formulierung des Energiesatzes4.3.Umgang mit dem Energiesatz4.4.„Kraftsparende Maschinen“ als Anwendung des Energieerhaltungssatzes4.5.Impulserhaltung4.6.Eindimensionale Stöße als Anwendung von Energie- und Impulssatz4.7.Drehimpulserhaltung, Drehmomente und Hebelgesetz5. Mechanische Schwingungen5.1.Schwingungsgleichung, Hookesches Gesetz5.2.Harmonische Schwingungen5.3.Gedämpfte Schwingungen5.4.Resonanz6. Kreisbewegungen und Scheinkräfte6.1.Beschreibung einer Kurvenfahrt im Inertialsystem6.2.Zentripetalkräfte6.3.Kinematische Beschreibung der Kreisbewegung6.4.Zentripetalbeschleunigung und Zentripetalkraft6.5.Rotierende Bezugssysteme6.6.Zentrifugal- und Corioliskraft7. Himmelsmechanik7.1.Begriffsgeschichte der Himmelsmechanik7.2.Newtonsches Gravitationsgesetz und keplersche Gesetze7.3.Gravitationsfeld und potentielle Energie7.4.Ausblick auf die Allgemeine Relativitätstheorie