Physik



Erdradius mit einer Stoppuhr messen

In einem früheren Artikel habe ich beschrieben, wie man die Masse der Erde berechnen kann. Jetzt möchte ich zeigen, wie man den Erdradius messen kann und zwar nur mit Hilfe einer Stoppuhr (praktisch jedes Handy hat eine) und einem Messband (Zollstock ist auch gut). Die Messung läuft folgendermaßen ab: Man setzt sich oder noch besser legt sich auf den Boden und betrachtet die am Horizont… Weiterlesen

Physikübung 18: Satz von Steiner

Aufgabe: Zwei massive Kugeln mit den Massen 4 kg und 1 kg und den Radien 30 cm und 10 cm sind mit einer Stange (deren Masse vernachlässigbar ist) miteinander verbunden (siehe Abbildung). Der Abstand zwischen den Kugelmittelpunkten beträgt 70 cm. Die Hantel wird waagerecht ausbalanciert und in Rotation versetzt. Berechnen Sie das Trägheitsmoment der Hantel. Lösung: Nach Satz von Steiner berechnet sich das Trägheitsmoment J… Weiterlesen

Kurvenintegral 2. Art berechnen

Im letzten Beitrag habe ich erklärt, wie Kurvenintegrale der ersten Art berechnet werden, d.h. die Integrale, die entlang eines Weges über einen skalaren Feld definiert sind. Jetzt schauen wir uns die Kurvenintegrale über Vektorfelder an. Das Kurvenintegral der zweiten Art ist wie folgt definiert (vergleiche mit der 1. Art). ∫ωf ds=∫abf(ω(t))·dω(t)dtdt  Die Berechnung von Kurvenintegralen der zweiten Art läuft fast genauso, wie der ersten Art ab…. Weiterlesen

Kurvenintegral 1. Art berechnen

Im Folgenden möchte ich erklären, wie man Kurvenintegrale der ersten Art berechnet. Haben wir eine stetige skalare Funktion f und eine mindestens ein mal stetig differenzierbare Kurve ω(t) in parametrisierter Form gegeben, so berechnet sich das Kurvenintegral von f entlang der Kurve ω(t) wie folgt: ∫ωf ds=∫abfωtdωtdtdt  Was zunächst kompliziert aussieht, ist eine einfache „Schema F“-Vorschrift. Falls nicht bereits vorgegeben, müssen folgende Punkte abgehandelt werden: Parametrisierung… Weiterlesen

Software für das Physikstudium

Physikgleichungen

Welche Software wird während eines Physikstudiums gebraucht? Prinzipiell gibt es keine festen Software-Standards. Je nach Fachgebiet, Universität und Institut werden unterschiedliche Schwerpunkte gelegt und dementsprechend variiert auch die verwendete Software. Ich möchte hier eine kleine Übersicht über von mir eingesetzte Software darstellen. Betriebssystem Es ist einfach: nutzt was ihr wollt. Einige mögen Windows, die andere Linux und die dritten laufen mit Macs rum. Man wird/wirkt… Weiterlesen

Physikübung 17: Magnetfeld eines unendlichen Leiters

Integration über einen unendlich langen Leiter

Aufgabe: Berechnen Sie das magnetische Feld in Entfernung s von einem sehr langen geraden Draht, durch den ein konstanter Strom I fließt. Nehmen Sie als Idealisierung an, dass der Draht unendlich lang ist. Lösung: Ein möglicher Lösungsweg für diese Aufgabe wurde bereits in der Physikübung 16 vorgestellt. Jetzt versuchen wir die Aufgabe mit Hilfe des Biot-Savart-Gesetzes zu lösen. Das Biot-Savart-Gesetz lautet wie folgt. B(r)→=μ04π∫I→×r→–r‚→r→–r‚→3dl Dabei… Weiterlesen

Physikübung 16: Magnetfeld eines unendlichen Leiters

Integrationsschleife

Aufgabe: Berechnen Sie das magnetische Feld in Entfernung r von einem sehr langen geraden Draht, durch den ein konstanter Strom I fließt. Nehmen Sie als Idealisierung an, dass der Draht unendlich lang ist. Lösung: Das Problem lässt sich sehr elegant mit dem Ampereschen Gesetz lösen. Es besagt, dass die geschlossene Wegintegration über das Magnetfeld dem stationären elektrischen Strom, der durch die Fläche der Integrationsschleife fließt,… Weiterlesen