PH I - 10 - Massenmittelpunkt und mechanische Arbeit

Einführung in die Physik I
a.o. Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c. Paul Wagner
Fakultät für Physik
Universität Wien
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Timeline:
0:00:26 - Drehimpulserhaltung (gilt auch fuer Systeme von
Massenpunkten)
0:08:03 - EXPERIMENT 1: Drehschemel und Fahrradkreisel
(Drehimpulserhaltung)
0:11:00 - Zentralkräfte (Kraft parallel Ortsvektor – z.B. Sonne und
Erde), Kraftzentrum. Für Zentralkräfte ist gesamtes
Drehmoment Null, Drehimpuls bleibt daher erhalten
0:15:17 - Weiterer Erhaltungssatz für System von Massenpunkten:
Definition des Massenmittelpunkts, Begriffliche
Unterscheidung von Massenmittelpunkt und
Schwerpunkt. Innere Kräfte zwischen Massenpunkten
kompensieren einander paarweise (Newton 3), daher
genügt Betrachtung äußerer Kräfte. Erhaltung des
Impulses des Massenmittelpunkts bei Verschwinden
äußerer Kräfte
0:34:03 - EXPERIMENT 2: Air Track: Demonstration der
Erhaltung des Impulses des Massenmittelpunkts
(3 Wagen auf Air Track, einmal fix verbunden, einmal mit
Federn gekoppelt)
0:36:48 - Durchführung des Experiments
0:40:28 - Weitere Folgerung (Verallgemeinerung von Newton 2):
Massenmittelpunkt bewegt sich so, als ob die gesamte
äußere Kraft an der gesamten Masse des Systems,
die im Massenmittelpunkt des Systems vereinigt
gedacht wird, angreifen würde.
0:46:55 - Erhaltung der mechanischen Energie – vorbereitende
Überlegungen: Definition: Arbeit = Skalarprodukt von
Kraft und Weg, allgemeiner: Wegintegral der Kraft
1:02:42 - Spezialfall: Geradlinige Bewegung, konstante
Kraft: a) Kraft parallel Geschwindigkeit: Arbeit = Produkt
der Beträge von Kraft und Geschwindigkeit; b) Kraft
normal auf Geschwindigkeit: Arbeit = 0
1:07:48 - Definition: Leistung = Arbeit pro Zeiteinheit:
Leistung = Skalarprodukt aus Kraft und Geschwindigkeit
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