Contents of the lecture (6 h per week):

Methods of physics: What is physics? The role of theory and experiment, units and systems of units, measurements and uncertainties; mathematical methods: vectors and fields, complex numbers, expansions, differential equations.

Kinematics and dynamics of particles and particle systems: description of the motion of particles, Newton’s Laws, force and torque, momentum and angular momentum, work and energy, fields, conservation laws, motion in gravitational fields, accelerated and rotating frames, rocket motion, dynamics of rigid bodies, moment of inertia.

Oscillations: harmonic oscillations, damped oscillations, driven oscillations, coupled oscillations, chaotic oscillations, Fourier analysis.

Deformable bodies and fluids: mechanics of deformable solid bodies, strain and stress, Hooke's law, sound waves, mechanics of liquids and gases, hydrostatics and hydrodynamics, pressure and buoyancy, fluids with internal friction, laminar and turbulent flows

Introduction to relativistic mechanics: Michelson-Morley experiment, simultaneity, time dilatation and Lorentz contraction, Lorentz transformation, relativistic mechanics.

 

Exercises (4 h per week):

Individual solution of homework exercises related to the subjects of the lecture.

Inhalt der Vorlesung (6 SWS):

Methodik der Physik: Was ist Physik? Rolle von Theorie und Experiment, Größen und Größensysteme, Messen und Messunsicherheiten; mathematische Methoden: Vektoren und Felder, komplexe Zahlen, Entwicklungen, Differentialgleichungen.

Kinematik und Dynamik von Teilchen und Teilchensysteme: Beschreibung von Teilchenbewegungen, Newton’sche Axiome, Kraft und Drehmoment, Impuls und Drehimpuls, Arbeit und Energie, Feldbegriff, Erhaltungssätze, Bewegung im Gravitationsfeld, Keplersche Gesetze, beschleunigte und rotierende Bezugssysteme, Raketenbewegung, Dynamik starrer Körper, Trägheitsmoment.

Schwingungen: harmonische Schwingungen, gedämpfte Schwingungen, getriebene Schwingungen, gekoppelte Schwingungen, chaotische Schwingungen, Fourier-Analyse.

Deformierbare Körper und Fluide: Mechanik deformierbarer fester Körper, Verzerrungen und Spannungen, Hookesches Gesetz, Schallwellen, Mechanik von Flüssigkeiten und Gasen, Hydrostatik und Hydrodynamik, Druck und Auftrieb, Flüssigkeiten mit innerer Reibung, laminare und turbulente Strömungen

Einführung in die relativistische Mechanik: Michelson-Morley Experiment, Gleichzeitigkeit, Zeitdilatation und Lorentz-Kontraktion, Lorentz-Transformation, relativistische Mechanik.

 

Übungen (4 SWS):

Selbständige Bearbeitung der wöchentlichen gestellten Übungsaufgaben zum Stoff der Vorlesung.

Kurs im HIS-LSF