Mechanik
Formel
Mechanik
Mechanik ist die Lehre von bewegten Körpern und Kräften.
Speziell untersucht man Fragestellungen zu physikalischen Eigenschaften von Masse (im Gegensatz zu chemischen und biologischen Eigenschaften) und deren Bewegungen, sowie die Ursachen dafür, warum sich die Bewegung von Massen verändert.
Die „klassische“ Mechanik"
Als „klassische“ Mechanik bezeichnet man jene Abschnitte der Physik die zeitlich vor der Relativitätstheorie und der Quantenphysik lagen. Ihr liegt das Kausalitätsprinzip zu Grunde, demzufolge man bei gegebenen Anfangsbedingungen das Verhalten eines deterministischen Systems in alle Zukunft (zumindest theoretisch) vorausbestimmen kann.
Heute wissen wir, dass die „klassische“ Mechanik nur im Grenzfall verhältnismäßig kleiner Geschwindigkeiten im Vergleich zur Lichtgeschwindigkeit gilt, denn sonst beschreibt die Relativitätstheorie die Physik großer Geschwindigkeiten besser.Weiters wissen wir heute, dass die „klassische“ Mechanik nur im Grenzfall verhältnismäßig großer räumlicher Distanzen im Vergleich zum Atom gilt, denn sonst beschreibt die Quantenphysik die Physik atomarer Abmessungen besser.
Auf Grund der Heisenberg’schen Unschärferelation ist es zudem grundsätzlich unmöglich alle Anfangsbestimmungen eines Systems beliebig genau zu kennen und man kann daher, wie die Chaostheorie zeigt, auch auf Grund der fluktuierenden Anfangsbestimmungen grundsätzlich die Zukunft des Systems nicht (schon gar nicht beliebig genau) vorausbestimmen.
Erst die Schrödinger Gleichung brachte wieder den Determinismus zurück, sodass wir nicht in einer chaotischen Welt leben. Kennt man nämlich die Wellenfunktion \(\psi\) eines Teilchens zu einem bestimmten Zeitpunkt, dann ermöglicht es die Schrödinger Gleichung die Wahrscheinlichkeit anzugeben, zu der sich das Teilchen im Laufe seiner zeitlichen Entwicklung an einer bestimmten Stelle aufhält.
Schon den nächsten Badeurlaub geplant?
Auf maths2mind kostenlos auf Prüfungen vorbereiten!
Damit niemand mehr bei Mathe in's Schwimmen kommt!
Bild
Wissenspfad
Zur aktuellen Lerneinheit empfohlenes Vorwissen
| Grundlagen der Physik | Die Grundlagen der Physik sind ein Teilgebiet der Naturwissenschaften. Für die zugehörigen Formeln, Definitionen, Rechenregeln und Beispiele haben wir folgende Gliederung gewählt: Basiseinheiten der Physik und die Naturkonstanten, Mechanik - Die Lehre von bewegten Körpern und Kräften, Thermodynamik, Relativitätstheorie, Atom- und Kernphysik, Strahlen- und Wellentheorie des Lichts, Quantenphysik, Standardmodell der Kosmologie, Standardmodell der Elementarteilchen, Die 4 Wechselwirkungen und der Higgs Mechanismus |
Aktuelle Lerneinheit
| Mechanik | Mechanik ist die Lehre von bewegten Körpern und Kräften. |
Verbreitere dein Wissen zur aktuellen Lerneinheit
| Fundamentale Wechselwirkungen | Heute beschreiben die 4 fundamentale Wechselwirkungen, wie physikalische Objekte einander beeinflussen können |
| Standardmodell der Elementarteilchen | Das Standardmodell der Elementarteilchen besagt, dass es 12 materiebildende Fermionen und zwischen ihnen 7 Bosonen als Austauschteilchen der 4 Wechselwirkungen gibt. |
| Entstehungsgeschichte des Universums | Das Standardmodell der Kosmologie beschreibt die Expansion des Universums seit der Planckzeit |
| Unterschied Quantenphysik und klassischen Physik | In der Quantenphysik existiert ein Teilchen gleichzeitig ein wenig dort, wo die aus seiner Wellenfunktion hergeleitete Aufenthaltswahrscheinlichkeit größer als Null ist. Vor und nach der Messung ist das Teilchen eine Welle, während der Messung wird es zu räumlich vorhandener Materie. |
| Strahlen- und Wellentheorie des Lichtes | Das Licht ist eine elektromagnetische Welle, deren Welle-Teilchen-Dualismus seine Erklärung in der Quantenmechanik findet. Photonen sind die Quanten der elektromagnetischen Wechselwirkung. |
| Atom- und Kernphysik | Die Atom- und Kernphysik beschäftig sich mit dem Aufbau der Atomhülle und des Atomkerns. 12 Fermionen und 7 Bosonen (inkl. dem noch nicht nachgewiesenem Gravitron) bilden die bekannte Materie. Die "Dunkle Materie" besteht vermutlich aus weiteren materiebildenden Teilchen. |
| SRT und ART | Aus den Newton'schen Gesetzen für Mechanik und Gravitation entwickelte sich die spezielle Relativitätstheorie für Systeme, die sich mit konstanter Geschwindigkeit bewegen und die allgemeine Relativitätstheorie für beschleunigte Systeme unter Einbeziehung der Gravitation |
| Hauptsätze der Thermodynamik | Die Thermodynamik beschäftigt sich mit Prozessen der Energieumwandlung sowie mit Zustandsänderungen von Körpern wenn Wärme zu- oder abgeführt wird. |
| Basiseinheiten der Physik | Physikalische Größen setzen sich aus einer Maßzahl, einer Größe und einer Einheit zusammen. Die 7 Basisgrößen sind von einander unabhängige Grundgrößen der Physik. |
Vertiefe dein Wissen zur aktuellen Lerneinheit
| Kraft, Feld, Wechselwirkung und Austauschteilchen | Kraft, Feld, Wechselwirkung und Austauschteilchen sind wesentliche Begriffe, die speziell beim Übergang von der Newton'schen Physik zur Relativistischen Physik und zur Quantenphysik von Bedeutung sind. |
| Mechanischer Wirkungsgrad | Der mechanische Wirkungsgrad das Verhältnis von nutzbarer Leistung zur zugeführten Leistung |
| Impuls | Der Impuls verknüpft die beiden Faktoren Masse und Geschwindigkeit |
| Mechanische Leistung | Leistung = Arbeit pro Zeit bzw. Energie pro Zeit |
| Mechanische Arbeit | Die mechanische Arbeit entspricht der Kraft in Richtung des Weges mal dem zurückgelegten Weg |
| Druck | Druck entspricht der Kraft, die senkrecht auf eine Flächeneinheit wirkt. |
| Newtonsche Gesetze | Die Newton'schen Gesetze formulieren die Grundlagen der Bewegung zufolge von Krafteinwirkung. |
| Weg, Geschwindigkeit und Beschleunigung | Der Weg s gibt an, wie weit 2 Punkte entlang einer gegebenen Bahn voneinander entfernt sind. |
| Masse (gemäß Newton) | Masse (gemäß Newton) ist eine scheinbar alltägliche Eigenschaft der Materie. Die Größe der Masse wird durch ihre Dichtigkeit und ihr Volumen vereint gemessen. |