1 Mechanik fester K¨orper 11
1.1 Statik 13
1.1.1 Volumen und Dichte 13
1.1.2 Zusammensetzung und Zerlegung von Kr¨aften 14
1.1.3 Hebel und Drehmoment 17
1.1.4 Schwerpunkt und Standfestigkeit 22
1.1.5 Festigkeit 24
1.1.6 Einfache Maschinen 26
1.1.7 Reibung (statisch) 29
1.2 Kinematik 32
1.2.1 Gleichf¨ormige und beschleunigte geradlinige Bewegung 32
1.2.2 Freier Fall und Wurf 35
1.2.3 Gleichf¨ormige und beschleunigte Drehbewegung 37
1.2.4 Zusammengesetzte Bewegungen 40
1.3 Dynamik 43
1.3.1 Grundgesetz der Dynamik 43
1.3.2 Arbeit, Leistung, Wirkungsgrad 46
1.3.3 Potentielle und kinetische Energie 48
1.3.4 Reibungsarbeit 50
1.3.5 Massentr¨agheitsmoment und Rotationsenergie 52
1.3.6 Fliehkraft 55
1.3.7 Impuls und Stoß 58
1.3.8 Massenanziehung 61
1.3.9 Drehimpuls 62
1.4 Schwingungen 63
1.4.1 Harmonische Schwingungen 63
1.4.2 Elastische Schwingungen 64
1.4.3 Mathematisches Pendel 66
1.4.4 Physikalisches Pendel 67
1.4.5 Ged¨ampfte Schwingungen 69
1.4.6 U¨ berlagerung von Schwingungen gleicher Frequenz und Schwebungen 70

2 Mechanik der Fl¨ussigkeiten und Gase 71
2.1 Mechanik der Fl¨ussigkeiten 72
2.1.1 Hydrostatischer Druck 72
2.1.2 Auftrieb in Fl¨ussigkeiten 72
2.2 Mechanik der Gase 75
2.2.1 Luftdruck 75
2.2.2 Gesetz von Boyle-Mariotte 77
2.2.3 Auftrieb in Luft 79
2.3 Str¨omungen 80
2.4 Ausbreitung von Wellen 82

3 Akustik 85
3.1 Schallausbreitung 86
3.2 Doppler-Effekt 87
3.3 Physiologische Akustik 87
3.4 Raumakustik 89
3.5 Technische Akustik 90

4 Kalorik 91
4.1 Ausdehnung durch Erw¨armung 94
4.1.1 L¨angenausdehnung 94
4.1.2 R¨aumliche Ausdehnung 95
4.1.3 Ausdehnung der Gase 96
4.1.4 Zustandsgleichung der Gase 97
4.2 W¨armeenergie 98
4.2.1 W¨armemenge 98
4.2.2 Erster Hauptsatz 100
4.2.3 Zustands¨anderung von Gasen 101
4.3 D¨ampfe 104
4.3.1 Wasserdampf 104
4.3.2 Luftfeuchte 105
4.4 Kinetische Gastheorie 106
4.5 Ausbreitung der W¨arme 107
4.5.1 W¨armeleitung,W¨armedurchgang,W¨arme¨ubertragung 107
4.5.2 Abk¨uhlung und Temperaturstrahlung 109
4.6 Zweiter Hauptsatz 111
4.6.1 Entropie 111
4.6.2 Kreisprozesse 112

5 Optik 115
5.1 Reflexion des Lichtes 117
5.1.1 Ebener Spiegel 117
5.1.2 Sph¨arischer Spiegel 117
5.2 Lichtbrechung und Linsen 118
5.2.1 Brechung und Dispersion 118
5.2.2 Einfache Linsen 121
5.2.3 Systeme d¨unner Linsen 125
5.3 Wellenoptik 127
5.3.1 Interferenz 127
5.3.2 Beugung 130
5.3.3 Polarisation 131
5.4 Fotometrie 132

6 Elektrik 136
6.1 Gleichstrom 139
6.1.1 Einfacher Stromkreis 139
6.1.2 Widerstandsnetzwerke 142
6.1.3 Arbeit und Leistung des elektrischen Stromes 144
6.2 Elektrisches Feld 146
6.3 Magnetisches Feld 151
6.4 Induktionsvorg¨ange 154
6.5 Wechselstrom 156
6.5.1 Widerst¨ande im Wechselstromkreis 156
6.5.2 Leistung und Leistungsfaktor 158
6.6 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen 159

7 Spezielle Relativit¨atstheorie 165

8 Atom- und Kernphysik 168
8.1 Quanten- und Atomphysik 170
8.2 Ionisierende Strahlung 173
8.3 Kernenergie 175

LÖSUNGEN 177
1 Mechanik fester K¨orper 177
1.1 Lösungen1.1 Statik 177
1.2 Lösungen1.2 Kinematik 193
1.3 Lösungen1.3 Dynamik 203
1.4 Lösungen1.4 Schwingungen 221
2 Mechanik der Fl¨ussigkeiten und Gase 230
2.1 Lösungen2.1 Mechanik der Fl¨ussigkeiten 230
2.2 Lösungen2.2 Mechanik der Gase 232
2.3 Lösungen2.3 Str¨omungen 236
2.4 Lösungen2.4 Ausbreitung vonWellen 238
3 Akustik 242
3.1 Lösungen3.1 Schallausbreitung 242
3.2 Lösungen3.2 Doppler-Effekt 243
3.3 Lösungen3.3 Physiologische Akustik 244
3.4 Lösungen3.4 Raumakustik 246
3.5 Lösungen3.5 Technische Akustik 247
4 Kalorik 248
4.1 Lösungen4.1 Ausdehnung durch Erw¨armung 248
4.2 Lösungen4.2 W¨armeenergie 252
4.3 Lösungen4.3 D¨ampfe 256
4.4 Lösungen4.4 Kinetische Gastheorie 259
4.5 Lösungen4.5 Ausbreitung der W¨arme 260
4.6 Lösungen4.6 Zweiter Hauptsatz 263
5 Optik 270
5.1 Lösungen5.1 Reflexion des Lichtes 270
5.2 Lösungen5.2 Lichtbrechung und Linsen 273
5.3 Lösungen5.3 Wellenoptik 282
5.4 Lösungen5.4 Fotometrie 286
6 Elektrik 291
6.1 Lösungen6.1 Gleichstrom 291
6.2 Lösungen6.2 Elektrisches Feld 298
6.3 Lösungen6.3 Magnetisches Feld 304
6.4 Lösungen6.4 Induktionsvorg¨ange 308
6.5 Lösungen6.5 Wechselstrom 310
6.6 Lösungen6.6 Elektromagnetische Schwingungen und Wellen 314
7 Spezielle Relativit¨atstheorie 325
7.1 Lösungen7 Spezielle Relativit¨atstheorie 325
8 Atom- und Kernphysik 328
8.1 Lösungen8.1 Quanten- und Atomphysik 328
8.2 Lösungen8.2 Ionisierende Strahlung 333
8.3 Lösungen8.3 Kernenergie 336