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Table of Contents:
Vorwort i  
1  Die Natur der Dinge 1  
1.1  Kräfte und Energie 1  
1.2  Die Konzepte von Raum und Zeit 8  
1.3  Die Struktur der Materie 18  
2  Die Grundlagen der Bewegung 23  
2.1  Das Konzept des Massenpunkts 24  
2.2  Kinematik 26  
2.2.1  Die Kinematik der Planetenbewegung 32  
2.3  Einfache Bewegung 36  
2.3.1  Beschleunigte lineare Bewegung 36  
2.3.2  Schiefe Ebene und Bewegung im freien Fall 37  
2.3.2  Ballistische Bewegung 39  
2.3.4  Gleichförmige Kreisbewegung 41  
3  Newtons Bewegungsgesetze 45  
3.1  Kraft, Impuls und Masse 46  
3.1.1  Überlagerung von Kräften 52  
3.1.2  Newtons Gravitationsgesetz 54  
3.1.3  Träge Masse und schwere Masse 56  
3.2  Systeme von Massenpunkten 59  
3.2.1  Die Erhaltung des Impulses 61  
3.2.2  Stoßprozesse 63  
4  Energie, Potenziale und Felder 81  
4.1  Energie, Arbeit und Leistung 81  
4.1.1  Potenzielle Energie 82  
4.1.2  Arbeit und Leistung 84  
4.1.3  Kinetische Energie 88  
4.2  Potenziale und Felder 90  
4.3  Beispiele für Felder 97  
5  Rotierende Bewegung 109  
5.1  Der Drehimpuls 110  
5.2  Keplerbewegung 114  
5.2.1  Gebundene und ungebundene Bewegung 118  
5.3  Streuung an Zentralpotenzialen 123  
5.3.1  Der Wirkungsquerschnitt 130  
5.4  Drehimpuls vieler Massenpunkte 132  
6  Rotation starrer Körper 137  
6.1  Der Trägheitstensor 137  
6.2  Euler-Gleichungen 142  
6.2.1  Eulersche Winkel 146  
6.3  Kreisel, Nutation, Präzession 150  
6.4  Bewegte Bezugssysteme 161  
7  Abgeleitete Kräfte 167  
7.1  Reibungskräfte 167  
7.1.1  Haftreibung und Gleitreibung 168  
7.1.2  Seilreibung 170  
7.1.3  Fluidreibung 172  
7.2  Kräfte in der Elastostatik 174  
7.2.1  Der Spannungstensor 175  
7.2.2  Dehnungen 177  
7.3  Das Hookesche Gesetz 181  
7.4  Kräfte in der Elastodynamik 186  
8  Die Bewegung von Fluiden 189  
8.1  Die hydrostatische Druckgleichung 190  
8.2  Die Kontinuitätsgleichung 192  
8.3  Stromlinien und Stromfunktion 194  
8.4  Die Bernoulli-Gleichung 197  
8.5  Impulsgleichgewicht 197  
8.5.1  Mikroskopische Untersuchung des Fluiddrucks 203  
8.5.2  Kraftwirkung auf Rohre 204  
8.5.3  Die Euler-Gleichung der Hydrodynamik 205  
8.6  Viskose Flüssigkeiten 205  
9  Thermische Bewegung 209  
9.1  Mikroskopische Untersuchung des Gasdrucks 210  
9.2  Gastemperatur und Wärme 214  
9.2.1  Atomare und molekulare Freiheitsgrade 215  
9.2.2  Wärmekapazität eines Gases 217  
9.3  Adiabatische und isotherme Prozesse 220  
9.3.1  Gaskompressibilität 224  
9.3.2  Die barometrische Höhenformel 226  
9.4  Thermische Verteilungen 228  
9.4.1  Die Boltzmann-Verteilung 228  
9.4.2  Die Maxwell-Boltzmann-Verteilung 233  
9.5  Die mittlere freie Weglänge 237  
9.6  Brownsche Bewegung 240  
10  Schwingungsbewegung 245  
10.1  Harmonische Schwingung 245  
10.1.1  Einfache harmonische Schwingung 246  
10.1.2  Gedämpfte harmonische Schwingung 248  
10.1.3  Erzwungene harmonische Schwingung 251  
10.1.4  Gedämpfte erzwungene harmonische Schwingung 254  
10.2  Gekoppelte Schwingungen 262  
10.2.1  Zwei federgekoppelte Pendel 263  
10.2.2  Streckschwingung eines Moleküls 269  
11  Wellenbewegung 277  
11.1  Einfache mechanische Wellen 278  
11.2  Elastische Wellen 285  
11.2.1  Schallwellen 288  
11.2.2  Der Doppler-Effekt 291  
11.2.3  Gedämpfte Schallwellen 293  
11.3  Komplexe Wellen und Wellenpakete 295  
11.3.1  Fourier-Reihen 295  
11.3.2  Wellenenergie 297  
11.3.3  Wellenpakete 301  
11.3.4  Wellen in drei Dimensionen 305  
11.4  Das Huygens-Prinzip 306  
11.4.1  Reflexion und Brechung 307  
11.4.2  Beugung und Interferenz 311  
12  Die spezielle Relativitätstheorie 317  
12.1  Das Relativitätsprinzip 317  
12.2  Relativistische Kinematik 328  
12.2.1  Die Lorentz-Transformation 328  
12.2.2  Herleitung der Lorentz-Transformation 330  
12.2.3  Die Definition der Gleichzeitigkeit 333  
12.2.4  Das Konzept der Raumzeit 337  
12.2.5  Der relativistische Doppler-Effekt 341  
12.3  Relativistische Dynamik 347  
12.3.1  Relativistische Addition von Geschwindigkeiten 351  
12.3.2  Relativistischer Impuls 355  
12.3.3  Relativistische Energie 361  
Anhang 369  

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