Physik A Teil 1: Mechanik - Physik-Institut - Universität Zürich

8.6.5 Coulombpotential . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
9 Dynamik des starren Körpers 94
9.1 Bedeutung von Schwerpunkts- und Drehimpulssatz starrer Körper . . . . . 94
9.2 Gleichgewichte starrer Körper . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
9.3 Drehimpuls- und Schwerpunktssatz für die ebene Bewegung starrer Körper 98
9.4 Rotation um eine raum- und körperfeste Achse (Satz von Steiner) . . . . . 99
9.5 Berechnung einiger Trägheitsmomente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
9.6 Beispiele zur ebenen Bewegung starrer Körper . . . . . . . . . . . . . . . . 101
9.6.1 Würfel auf horizontaler Ebene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101
9.6.2 Das physische Pendel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
9.6.3 Die widerspenstige Fadenspule . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
9.6.4 Rollen und Gleiten eines Zylinders auf schiefer Ebene . . . . . . . . 104
9.6.5 Aufsetzen eines rotierenden Zylinders auf eine schiefe Ebene . . . . 106
9.7 Die kinetische Energie bei ebener Translation und Rotation . . . . . . . . . 107
9.8 Eigenschaften des Kreisels . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
9.8.1 Trägheitstensor und Eulersche Kreisel-Gleichungen † . . . . . . . . 109
9.8.2 Der kräftefreie rotationssymmetrische Kreisel . . . . . . . . . . . . 112
9.8.3 Stabilität der Drehachse für Körper ohne Rotationssymmetrie . . . 114
9.8.4 Symmetrischer Kreisel im Schwerefeld (Präzession) . . . . . . . . . 115
9.8.5 Rotationsenergie und Energiesatz für die allgemeine Drehung † . . 116
9.9 Beispiele zur Kreiselbewegung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
9.9.1 Stabilität des Fahrrades . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117
9.9.2 Aufrichten der Kreiselachse infolge Reibungsmoment . . . . . . . . 117
9.9.3 Kollergang der Mühlen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
9.9.4 Kreiselkompass . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
9.9.5 Deviationsmomente eines nicht ausgewuchteten Rades . . . . . . . . 119
9.9.6 Der Präzessionszyklus des Mondes (Saros-Zyklus) . . . . . . . . . . 119
9.9.7 Die Präzession der Erdachse beim Umlauf um die Sonne . . . . . . 120
10 Raum-Zeit-Symmetrie und die klassischen Erhaltungssätze † 122
11 Elastizität der festen Körper † 124
11.1 Interatomare Kräfte, Elastizität und Plastizität . . . . . . . . . . . . . . . 124
11.2 Spannungen und ebene Spannungszustände . . . . . . . . . . . . . . . . . . 125
11.2.1 Beispiele ebener Spannungszustände . . . . . . . . . . . . . . . . . 128
11.3 Deformation isotroper Körper, elastische Konstanten. . . . . . . . . . . . . 128
11.3.1 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
11.4 Zwei Beispiele zur Biegung und Torsion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
11.4.1 Biegung eines Balkens . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 132
11.4.2 Torsion eines zylindrischen Stabes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 135
12 Mechanik der Gase und Flüssigkeiten 137
12.1 Statik der Gase und Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
12.1.1 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 138
12.2 Der Auftrieb . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141
12.2.1 Beispiele . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142
12.3 Dynamik idealer Flüssigkeiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
12.3.1 Die Kontinuitätsgleichung für stationäre Strömungen . . . . . . . . 144
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