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2 Die Physik mit ihrem Teilqebiet Mechanik 2.1 Die Physik Mechanik Die Physik ist diejenige Naturwissenschaft, die sich mit der Erforschung aller experimentell und messend erfassbaren Vorgänge in der Natur sowie mit deren mathematischer Beschreibung befasst. Die Physik ist eine empirische Wissenschaft, d.h. eine Wissenschaft, die nicht aus einigen wenigen Axiomen ableitbar ist, sondern grundsätzlich auf die Beobachtung von Vorgängen angewiesen ist. Aus der Neugier, die Gesetze, nach denen die Natur aufgebaut ist und nach denen Vorgänge in der Natur ablaufen, zu verstehen, auf ihre Gültigkeit zu testen und ihren Geltungsbereich zu bestimmen, entsteht die physikalische Forschung. Hier liegt die enge Berührung zwischen theoretischer und experimenteller Physik. Die Physik lässt sich in verschiedene Teilgebiete unterteilen, von denen die klassische Mechanik hier im Vordergrund der Betrachtung steht. klassische Mechanik Kinematik Dynamik Statik Mikromechanik Mechanik deformierbarer Körper Schwingungen Wellen Akustik Optik Ladungen und Ströme Elektrizitätslehre Magnetismus Stromleitung in Flüssigkeiten, in Gasen und im Vakuum Gleichgewicht und Zustandsgrößen Wärmelehre („Thermodynamik") Gravitation & Kosmologie (...) nichtlineare Dynamik, Chaostheorien und Fraktale Elektrotechnik Photonen, Elektromagnetmus, Strahlung Materiewellen (Quantenphysik) Atomphysik Kernphysik Molekülphysik Elementarteilchenphysik Festkörperphysik spezielle Relativitätstheorie allgemeine Relativitätstheorie Astrophysik und Kosmologie (...) 371/3 , Dez. 06 37 - Berufsfeuerwehr Seite: 4/38 Amt für Feuerschutz, Rettungsdienst und Bevölkerungsschutz
2.2 Die Mechanik Mechanik Die (klassische) Mechanik ist eines der ältesten Teilgebiete der Physik. Sie beschäftigt sich mit den Bewegungen, den sie verursachenden Kräften sowie mit der Zusammensetzung und dem Gleichgewicht von Kräften. Das Teilgebiet der Mechanik wird wiederum in drei weitere Bereiche unterteilt: • Kinematik: Beschreibung von Bewegungsvorgängen, ohne die Kräfte zu berücksichtigen, durch die sie verursacht werden. • Dynamik: Berücksichtigung der Kräfte als Ursachen der Bewegungen. Sie ermittelt einerseits aus der Kenntnis der auf einen Körper wirkenden Kräfte den Bewegungsablauf des Körpers und schließt andererseits aus der Kenntnis der Bewegung eines Körpers auf die den Körper zu dieser Bewegung veranlassenden Kräfte. • Statik: Betrachtung ruhender Körper. Sie untersucht die Zusammensetzung und das Gleichgewicht von Kräften, die auf einen ideal starren Körper wirken. 2.3 Physikalische Größen und Einheiten Die Gesetze der Physik beschreiben Zusammenhänge zwischen physikalischen Größen wie Länge, Zeit, Kraft, Energie oder Temperatur. Daher besteht eine der wichtigsten Forderungen an die Physik darin, solche Größen eindeutig zu definieren und genau zu messen. Eine physikalische Größe zu messen bedeutet somit immer, sie mit einer genau definierten Einheit dieser Größe zu vergleichen. Beispiel: Um den Abstand zwischen zwei Punkten zu messen, vergleicht man diesen Abstand mit der Einheit der Länge (z.B. dem Meter). Die Behauptung, eine bestimmte Strecke sei „25 Meter' lang, bedeutet dann, daß ihre Länge 25 mal so groß ist wie die Einheit Meter. Offensichtlich ist jede physikalische Größe als Produkt aus einer Zahl (im Beispiel: 25) und einer Einheit (im Beispiel: Meter) gegeben. Die Einheiten sämtlicher physikalischer Größen lassen sich auf exakt sieben fundamentale Einheiten, welche auch als Basiseinheiten bezeichnet werden, zurückführen. Basiseinheit Einheitszeichen Basisgröße Meter m Länge Kilogramm kg Masse Sekunde s Zeit Ampere A elektrische Stromstärke Kelvin K thermodynamische Temperatur Mol mol Stoffmenge Candela cd Lichtstärke Dieses Einheitensystem legte im Oktober 1954 die 10. Generalkonferenz für Maß und Gewicht fest („SI-Einheiten"; SI = Systeme International d'Unites), welches der Deutsche Bundestag am 02. Juli 1969 mit der Verabschiedung des „Gesetzes über Einheiten im Messwesen" für den geschäftlichen und amtlichen Verkehr verbindlich vorschreibt. Aus den oben genannten Basiseinheiten werden in der Regel weitere SI-Einheiten abgeleitet, welche zum Teil sogar mit besonderen (Eigen-) Namen und Einheitszeichen benannt werden. 371/3 , Dez. 06 37 - Berufsfeuerwehr Seite: 5/38 Amt für Feuerschutz, Rettungsdienst und Bevölkerungsschutz
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