Mechanik

In der Mechanik können Bewegungszustände von Körpern und die Ursachen dieser Bewegungen berechnet und beschrieben werden.

Hierbei werden Bewegungsänderungen auf Außeneinflüsse auf den Körper oder Wechselwirkungen zwischen dem Körper und seiner Umwelt zurückgeführt.

Einfache Kinematik

In der einfachen Kinematik geht es um Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung. Bewegungsursachen werden in diesem Teilbereich der Mechanik nicht berücksichtigt.

Klassische Beispiele für kinematische Berechnungen sind der freie Fall eines Körpers oder der Schwung eines Pendels.

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Koordinatensysteme

Ein Koordinatensystem ist ein mathematisch definierter geometrischer Raum, mit dessen Hilfe die genaue Lage und das Verhältnis von Punkten bzw. Objekten zueinander bestimmt werden kann.

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Impuls, Kräfte und Beschleunigung

Die physikalische Größe Impuls beschreibt den mechanischen Bewegungszustand eines Objekts. Als Kräfte werden alle auf einen Körper einwirkenden Größen verstanden. Die Beschleunigung beschreibt die Änderung eines Bewegungszustandes durch den Einfluss dieser Kräfte.

In diesem Bereich geht es also um die einzelnen Faktoren der Mechanik und ihre Interaktion.

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Energie und Arbeit

Die physikalische Größe Energie wird in Joule gemessen und beschreibt die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. Als Arbeit wird die auf einen Körper übertragene Energie bezeichnet.

Diese physikalischen Größen sind die Grundlagen, um Bewegung zu erfassen, berechnen und beschreiben.

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Leistung

Die physikalische Größe Leistung entspricht dem Quotienten aus Arbeit und Zeit. Somit kann bestimmt werden, welchen Einfluss welche Energiemenge in welcher Zeit nimmt. 

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Wirkungsgrad

Der Wirkungsgrad beschreibt das Verhältnis von zugeführter Energie zur Nutzenergie. Er ist daher ein dimensionsunabhängiges Maß und das physikalische Äquivalent für Effizienz, das mit dem Buchstaben \eta dargestellt wird.

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Kinematik mit Differentialrechnung

In diesem fortgeschrittenen Bereich der Bewegungslehre wird mittels Ableitungen die lokale Veränderung von Funktionen berechnet.

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