Skript zur Vorlesung Physik Teil 1 (Sommersemester) und Teil 2 ...

2 MECHANIK
Skript zur Vorlesung Physik 1 und Physik 2 Seite 13
Prof. Dr. P. Kaul, Fachbereich Biologie Chemie und Werkstofftechnik,
Fachhochschule Bonn-Rhein-Sieg
2.1 Der Begriff des Massenpunktes
Bewegungen können unterteilt werden in
• gleichförmig
• ungleichförmig
• ruhend
Bei einer Bewegung bewegt sich ein Körper relativ zu einem Bezugssystem, z.B. eine sitzende Person in
einem fahrenden Zug bewegt sich nicht relativ zum Zug, aber sie bewegt sich relativ zum Erdboden.
Bewegungen werden stets auf ein Bezugssystem bezogen!
Ein Körper mit einer geometrischen Ausdehnung kann sich auf zwei Arten bewegen:
• translatorisch
• rotatorisch
Im allgemeines ist die Bewegung des Körpers eine Überlagerung von translatorischen und rotatorischen
Bewegungen (relativ zum Bezugssystem)
Festlegung von Koordinatensystemen:
Im Allgemeinen werden Koordinatensysteme zur Beschreibung der Lage von Körpern in einem Bezugssys-
tem als kartesische (d.h. rechtwinklige und rechtshändige) Koordinatensysteme aufgebaut.
Ein Körper nimmt ein Volumen innerhalb dieses Koordinatensystems ein. Es lässt sich unterteilen in eine
Anzahl von Massenpunkten, die hinreichend klein sind, um ihre Lage durch einen Punkt auszudrücken.
⎛x
⎞ 1
⎜ ⎟
Vektoren: r1
= ⎜y
1⎟
⎜ ⎟
⎝z
⎠
1
,
r
2
⎛x
⎞ 2
⎜ ⎟
= ⎜y
2 ⎟
⎜ ⎟
⎝z
⎠
2 2 2
2 2
Längen: r = x + y + z , r = x + y + z
1 1
(skalare Größen)
1
1
2
2 2
2
2
Abstand: d= [ x1 − x2 ] + [ y1 − y 2 ] + [ z1 − z2
]
Es lässt sich zeigen. dass es in jedem ausgedehnten
Körper einen Punkt, den Schwerpunkt, gibt, der sich
genau nach den Gesetzen eines Massenpunktes bewegt.
Es ist zweckmäßig, zunächst die Beschreibung von Be-
wegungen auf einen Punkt zu reduzieren. Die Bewegungen können dann nur rein translatorisch sein, da die
Rotation eines Punktes dann keinen Sinn mehr macht.
2
2
2
2