Folien 01 - Prof. Dr. Daniel Hägele
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Vorkurs Physik für Biologen<br />
Tag <strong>01</strong>, Mechanik<br />
(17. Sept. 2<strong>01</strong>2)<br />
<strong>Prof</strong>. D. Hägele<br />
Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Dozent<br />
• <strong>Prof</strong>. <strong>Dr</strong>. <strong>Daniel</strong> Hägele<br />
(AG Spektroskopie der<br />
kondensierten Materie)<br />
• Raum NB 3/166<br />
• <strong>Daniel</strong>.Haegele@rub.de<br />
Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Übungsgruppen<br />
Arne Schäfer<br />
Hendrik Austermeier<br />
ND 03/99 13.15 Uhr bis 14.30 Uhr<br />
ND 3/99 13.15 Uhr bis 14.30 Uhr<br />
Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Buchempfehlung:<br />
Basiswissen Physik, Chemie und Biochemie:<br />
Vom Atom bis zur Atmung - für Biologen, Mediziner und Pharmazeuten (Springer-Lehrbuch)<br />
von Horst Bannwarth, Bruno P. Kremer und Andreas<br />
Physik für Mediziner, Biologen, Pharmazeuten (de Gruyter Lehrbuch)<br />
von Alfred X. Trautwein, Uwe Kreibig und Jürgen Hüttermann von de Gruyter<br />
Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Einstieg und Motivation<br />
Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Tacoma Narrows Bridge<br />
Hängebrücke<br />
• 1 Jahr Bauzeit<br />
• Eröffnung 1940<br />
• 850 m lang<br />
• <strong>Dr</strong>ittgrößte Hängebrücke der<br />
USA<br />
• Einsturz nach 4 Monaten<br />
Resonanz der Torsionsschwingung<br />
mit Luftwirbeln unter der Brücke führte zum<br />
Einsturz.<br />
Physikkenntnisse können lebenswichtig<br />
sein.<br />
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Mechanik (I)<br />
Isaac Newton<br />
aus P. Hägele: Feche Verse - physikalisch<br />
Das Fallen von Körpern auf der Erde<br />
und die Himmelsmechanik folgen den<br />
gleichen Gesetzen.<br />
Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Mechanik (II)<br />
• Rollte ein Ball auf einer geraden oder auf einer durchgebogenen<br />
Schiene am schnellsten nach unten ?<br />
• Warum schlingert ein Einkaufswagen, wenn man ihn rückwärts<br />
zieht?<br />
Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Mechanik von Flüssigkeiten und<br />
Gasen<br />
Warum fliegt ein Flugzeug?<br />
Warum ist Verkalkung von<br />
Blutgefäßen so schlimm?<br />
Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Schwingungen und Wellen<br />
Geht eine Pedeluhr auf dem Mond<br />
richtig?<br />
Geht eine mechan. Armbanduhr auf<br />
dem Mond richtig?<br />
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Wärmelehre<br />
Warum gibt es eine tiefste<br />
Temperatur?<br />
Kann man in einem<br />
Luftballon über einer Kerze<br />
Wasser kochen?<br />
Warum fühlt sich Metall kalt<br />
und Holz warm an?<br />
Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Elektrizitätslehre<br />
Kann man 10 000 V<br />
überleben ?<br />
Warum wird ein schwacher<br />
Widerstand an einer Batterie<br />
wärmer als ein starker Widerstand?<br />
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Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Gummibälle<br />
2 Bälle 3 Bälle<br />
Aus J. Walker: Der fliegende Zirkus der Physik<br />
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Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Heute verbindlich in Handel und Wissenschaft für fast die ganze Welt<br />
(außer USA und theoretische Physiker).<br />
Vorkurs Physik für Biologen WS 2<strong>01</strong>2/13
Abgeleitete Einheiten<br />
Neben den Basisgrößen und Basiseinheiten gibt es abgeleitete<br />
Größen und Einheiten:<br />
z.B. m/s<br />
Geschwindigkeit (Länge pro Zeit).<br />
m/s^2<br />
Beschleunigung (Geschwindigkeitsänderung<br />
pro Zeit).<br />
N = kg m/s^2 Kraft (1 Newton).<br />
Pa = N/m^2<br />
<strong>Dr</strong>uck, Kraft pro Fläche (1 Pascal).<br />
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Einheitenvorsätze<br />
Schlagzeilen: Attosekundenlaserpuls, Terabyte-Festplatte,<br />
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Beispiele<br />
Speziellere Vorsätze bzw.<br />
Einheiten<br />
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