PH I - 10 - Massenmittelpunkt und mechanische Arbeit

Einführung in die Physik I a.o. Univ.-Prof. Dr. Dr. h.c. Paul Wagner Fakultät für Physik Universität Wien ---- Timeline: 0:00:26 - Drehimpulserhaltung (gilt auch fuer Systeme von Massenpunkten) 0:08:03 - EXPERIMENT 1: Drehschemel und Fahrradkreisel (Drehimpulserhaltung) 0:11:00 - Zentralkräfte (Kraft parallel Ortsvektor – z.B. Sonne und Erde), Kraftzentrum. Für Zentralkräfte ist gesamtes Drehmoment Null, Drehimpuls bleibt daher erhalten 0:15:17 - Weiterer Erhaltungssatz für System von Massenpunkten: Definition des Massenmittelpunkts, Begriffliche Unterscheidung von Massenmittelpunkt und Schwerpunkt. Innere Kräfte zwischen Massenpunkten kompensieren einander paarweise (Newton 3), daher genügt Betrachtung äußerer Kräfte. Erhaltung des Impulses des Massenmittelpunkts bei Verschwinden äußerer Kräfte 0:34:03 - EXPERIMENT 2: Air Track: Demonstration der Erhaltung des Impulses des Massenmittelpunkts (3 Wagen auf Air Track, einmal fix verbunden, einmal mit Federn gekoppelt) 0:36:48 - Durchführung des Experiments 0:40:28 - Weitere Folgerung (Verallgemeinerung von Newton 2): Massenmittelpunkt bewegt sich so, als ob die gesamte äußere Kraft an der gesamten Masse des Systems, die im Massenmittelpunkt des Systems vereinigt gedacht wird, angreifen würde. 0:46:55 - Erhaltung der mechanischen Energie – vorbereitende Überlegungen: Definition: Arbeit = Skalarprodukt von Kraft und Weg, allgemeiner: Wegintegral der Kraft 1:02:42 - Spezialfall: Geradlinige Bewegung, konstante Kraft: a) Kraft parallel Geschwindigkeit: Arbeit = Produkt der Beträge von Kraft und Geschwindigkeit; b) Kraft normal auf Geschwindigkeit: Arbeit = 0 1:07:48 - Definition: Leistung = Arbeit pro Zeiteinheit: Leistung = Skalarprodukt aus Kraft und Geschwindigkeit ----