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Physik I für Bauingenieure, UTRM, SEPM WS 2006/07
Physik I fürBauingenieure, UTRM, SEPM
Vorlesung 05(13. Nov. 2006)
Prof. D. Hägelehttp://homepage.rub.de/daniel.haegele
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Inhalt
• Bonuspunkte für UTRM, SEPM
•Newtonsche Axiome
• Elastische Verformung
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Bonuspunkt für Klausur
65 % Übungspunkte => Bonus 10 % Klausurpunkte50 % Übungspunkte => Bonus 5 % Klausurpunkte
Klausur ist bestanden bei 50% der erreichbaren Klausurpunkte.
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1.5 Dynamik der geradlinigen BewegungBisher: Bewegung nur beschrieben.Jetzt: Ursache der Bewegung.
Anstoßen: Gleichförmige Bewegung oder Stillstand.
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Ohne äußere Kraft bleibt ein Körper in Ruhe oderbewegt sich geradlinig mit v = konst.
(Trägheitsprinzip)
1. Newtonsches Axiom
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Was ist Kraft?
z.B. Gewichtskraft ist dieAnziehung von Masse durch die Erde.
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Messen von Kraft F
Federwaage, Einheit ist [F] = kg m s-2 = N (Newton)
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Zusammenhang von Kraft, Beschleunigung und Masse
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Beschleunigung von MassenVersuch: Beschleunigung von unterschiedlich schweren Massen.
Auswertungergibt:
agrün = 2 aschwarzarot = 1/2 aschwarz
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Zusammenhang von Kraft,Beschleunigung und Masse
2. Newtonsches Axiom
a proportional zu Fproportional zu 1/m
=> a = F/m
F = ma
Einheit: [F] = kg m s-2 = N (Newton)
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Spezialfall von F = ma: Gewichtskraft FG
FG = m g g: Erdbeschleunigung=> Massenbestimmung durch Gewichtsbestimmung
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Richtung von KräftenGesamtkraft erhält man durch Vektoraddition
So genanntes „Kräfteparallelogramm“
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Spezialfall:Körper bleibt in Ruhe, wenn
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Aufteilung von Kräften
Die Summe der Beträge von F2 und F3 ist größer als der Betrag von F1.
Wiederum „Kräfteparallelogramm“
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Versuch: Kraft und Gegenkraft
Experimentell: Bei m1 = m2 => v1 = - v2, d.h. F1 = - F2(Betrag der Kräfte ist gleich)
Bei m1 ∫ m2 => m1 v1 = - m2 v2=>m1 v1 + m2 v2 = 0 (Impulserhaltung)
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Kraft bewirkt Gegenkraft
3. Newtonsches Axiom
actio = reactio
Impulserhaltung
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Anwendung und Präzisierung der Newtonschen Axiome
1.5.1 Elastische Verformung (Feder)
Linearer ZusammenhangF = D*s
(Hooksches Gesetz)
Federkonstante D.D spezifisch für jede Feder.
D = F/s. harte Feder => kleines s => großes D.
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Gewicht in Ruhe => 1. Newtonsches Axiom
FF = - FG
Federkraft ist Gegenkraft zur Gewichtskraft.
Federkraft in 1. Newtonsches Axion
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Anordnungen von zwei Federn
Parallelschaltung: Federkraft verstärkt sich!
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Anordnungen von zwei Federn
Reihenschaltung: Federkraft wird kleiner !