Manuskript zur Theoretischen Physik Ia - Institut für Theoretische ...

EinführungAufgabe der Physik ist es, grundlegende Naturphänomene zu beschreiben. Dies erfolgt mit zweiZielsetzungen:Erkenntnisgewinn, wie z.B. Struktur des UniversumsAnwendungen in der Technik, Medizin, Wirtschaftswissenschaften . . .Die Physik lebt von dem Zusammenspiel von Experiment (bzw. Beobachtung in der Astronomie)und Theorie, die komplementäre Rollen spielen.ExperimentTheorieBeobachtung von möglichstFormulierung von möglichst❍❨elementaren Phänomenen ❍❍elementaren Grundgesetzen❍❍❍❍❍❍ MathematischeMessung❍❍❍Verifikation Vorhersage❍ ❍ Struktur❄ ✟ ✟✟✟✟✟✟✟✟✟✟✟✟✟✟✟✟✯ ❍❍❍ ❄✛✲Quantitative DatenAuswertung von FormelnVergleichDas Ziel der theoretischen Physik ist es, elementare Grundgesetze (z.B. die Newton’schen Axiome)zu formulieren und mit Hilfe eines mathematischen Formalismus hieraus konkrete Aussagenüber Naturphänomene (z.B. Planetenbahnen) zu machen. Dies erlaubt Vorhersagen vonPhänomenen (z.B. die Existenz des Neptuns durch J.C. Adams und U.J.J. Le Verrier, der dann1846 in der Nähe der vorhergesagten Position gefunden wurde). Gleichzeitig dient der Vergleichmit den beobachteten Daten der Verifikation oder auch Falsifizierung (z.B. Periheldrehung desMerkurs) von elementaren Grundgesetzen.Hier beschäftigen wir uns mit der nichtrelativistischen klassischen Mechanik, die die Bewegungvon makroskopischen Körpern mit Geschwindigkeiten, die deutlich kleiner als die Lichtgeschwindigkeitsind, beschreibt. Unser Ziel ist dabei:• die Beschreibung von Planeten, Fußbällen, Schaukeln oder Kreiseln• die mathematischen Formulierung physikalischer Sachverhalte an anschaulichen Beispielenzu erlerneniv