
Kontinuumsphysik
Description
Alles über E-Books | Antworten auf Fragen rund um E-Books, Kopierschutz und Dateiformate finden Sie in unserem Info- & Hilfebereich.
Reviews / Votes
"Dieses Buch setzt sich einerseits zum Ziel, Studierende an den aktuellen Stand der Forschung heranzuführen, und es ihnen andererseits auch zu ermöglichen, die klassischen Werke in ihr Studium mit einzubeziehen. [...] Das Werk enthält zahlreiche und umfangreiche Anwendungsbeispiele aus allen genannten Gebieten der theoretischen Physik." Udo Schnell, Konstruktion, Juni 2024More details
Other editions
Additional editions

Persons
ISNI: 0000 0000 8206 4171
Content
- Intro
- Vorwort
- Inhalt
- 1 Tensorrechnung
- 1.1 Historie und Literaturhinweise
- 1.2 Tensoralgebra
- 1.2.1 Vektoren und Tensoren im dreidimensionalen Raum
- 1.2.1.1 Bezugsrahmen und Koordinatensysteme, polare und axiale Objekte
- 1.2.1.2 Skalare oder Tensoren nullter Stufe
- 1.2.1.3 Der Vektorraum oder Tensoren erster Stufe
- 1.2.1.4 Der Tensorraum oder Tensoren beliebiger Stufe
- 1.2.1.5 Vektor- und Tensorbasen sowie Tensor-Koordinaten
- 1.2.2 Operationen für Tensoren zweiter Stufe
- 1.2.2.1 Symmetrische und antisymmetrische Tensoren
- 1.2.2.2 Tensormultiplikation
- 1.2.2.3 Der Einheitstensor und der Levi-Civitá-Tensor
- 1.2.2.4 Die Spur eines Tensors zweiter Stufe
- 1.2.2.5 Vektorinvariante und assoziierter Vektor
- 1.2.2.6 Lineare Zuordnungen
- 1.2.2.7 Determinante eines Tensors
- 1.2.2.8 Inverser Tensor und Cayley-Hamilton-Theorem
- 1.2.2.9 Norm eines Tensors zweiter Stufe sowie Tensorreihen
- 1.2.3 Orthogonale Drehungen
- 1.2.3.1 Der Rotationstensor
- 1.2.3.2 Projektoren und Spiegelungstensoren
- 1.2.3.3 Anschauliches zu Spiegelungen, polaren und axialen Vektoren
- 1.2.4 Zerlegung von Tensoren zweiter Stufe
- 1.2.4.1 Spektrale Zerlegung eines Tensors
- 1.2.4.2 Zerlegung eines Tensors in Kugel- und Deviatoranteil
- 1.2.4.3 Polare Zerlegung
- 1.2.5 Tensoren höherer Stufe
- 1.2.5.1 Grundlegende Tensoroperationen
- 1.2.5.2 Symmetrie von Tensoren und isotrope Tensoren
- 1.2.5.3 Tensoren vierter Stufe und spezielle Tensorbasen
- 1.3 Tensorfunktionen
- 1.3.1 Einleitende Bemerkungen
- 1.3.2 Isotrope Funktionen und Invarianten von Tensorsystemen
- 1.3.3 Differentialoperationen
- 1.3.3.1 Differentiation von Tensoren nach einem skalaren Argument
- 1.3.3.2 Differentiation einer skalarwertigen Funktion
- 1.3.3.3 Ableitung einer Skalarfunktion nach einem Tensorargument
- 1.4 Tensorfelder
- 1.4.1 Krummlinige orthogonale Koordinaten
- 1.4.2 Hamiltons Nabla-Operator
- 1.4.3 Differentialoperationen an einem Produkt
- 1.4.4 Zweite Ableitungen
- 1.4.5 Orthogonale Koordinatensysteme
- 1.4.5.1 Zylinderkoordinaten
- 1.4.5.2 Kugelkoordinaten
- 1.4.6 Integralausdrücke
- 1.4.6.1 Umwandlung eines Volumenintegrals in ein Oberflächenintegral
- 1.4.6.2 Stokes'scher Satz
- 1.5 Nicht-orthogonale Koordinatensysteme
- 1.5.1 Haupt- und reziproke Basis
- 1.5.1.1 Basistransformationen
- 1.5.1.2 Metrik
- 1.5.2 Vektorprodukt und Tensordeterminante
- 1.5.3 Kovariante Differentiation
- 1.5.3.1 Der Nabla-Operator in nicht-orthogonaler Basis
- 1.5.3.2 Ableitungen von Basisvektoren und Christoffelsymbole
- 1.5.3.3 Umwandlung der Christoffelsymbole
- 1.5.3.4 Kovariante Differentiation eines Tensors zweiter Stufe
- 1.5.3.5 Differentialoperationen in krummlinigen Koordinaten
- Literatur
- 2 Grundbegriffe
- 2.1 Mathematische Beschreibung von Feldgrößen
- 2.1.1 Die Kontinuumshypothese
- 2.1.2 Raum, Zeit und Beobachter - Teil I
- 2.1.3 Räumliche oder Euler'sche Beschreibungsweise
- 2.1.4 Transporttheoreme volumetrischer Feldgrößen in räumlicher Darstellung
- 2.1.5 Transporttheoreme für Flussfeldgrößen in räumlicher Darstellung
- 2.1.6 Materielle oder Lagrange'sche Beschreibungsweise
- 2.2 Allgemeine Bilanzgleichungen
- 2.2.1 Bilanzen volumetrischer Feldgrößen - globale Formulierung
- 2.2.2 Bilanzen für Flußfeldgrößen - globale Formulierung
- 2.2.3 Bilanzen für Volumen und offene Flächen im singulären Fall
- 2.2.4 Materielle Zeitableitung
- 2.3 Raum, Zeit und Beobachter - Teil II
- 2.3.1 Das mathematische Pendel: eine Fundgrube zur Klärung der Begriffe Beobachter- und Koordinatenwechsel
- 2.3.2 Lösung im Inertialsystem und Koordinatensystemswechsel
- 2.3.3 Bezugssystemswechsel
- 2.3.4 Koordinaten- und Beobachterwechsel im Nichtinertialsystem
- 2.4 Die euklidische Beobachtertransformation
- 2.4.1 Begriff?liches
- 2.4.2 Beobachter- vs. Koordinatenwechsel
- 2.4.3 Geschwindigkeit bei Beobachterwechsel
- 2.4.4 Beschleunigung bei Beobachterwechsel
- Literatur
- 3 Mechanik
- 3.1 Zielsetzung der Kontinuumsmechanik
- 3.2 Bilanzen der Kontinuumsmechanik
- 3.2.1 Massenbilanz
- 3.2.2 Teilchenzahlbilanz
- 3.2.3 Impulsbilanz
- 3.2.4 Bilanz der kinetischen Energie
- 3.2.5 Bilanz des Drehimpulses (moment of momentum)
- 3.2.6 Bilanz des Gesamtdrehimpulses (angular momentum)
- 3.2.6.1 Vorbemerkungen
- 3.2.6.2 Die Begriffe des verallgemeinerten linearen Impulses und des Spins
- 3.2.6.3 Die Bilanz des verallgemeinerten linearen Impuls
- 3.2.6.4 Die Bilanz des Gesamtdrehimpulses
- 3.2.6.5 Die Bilanz des Bahndrehimpulses
- 3.2.6.6 Die Bilanz des dynamischen Spins
- 3.2.6.7 Die Bilanz der kinetischen Energie für mikropolare Kontinua
- 3.2.6.8 Ein Beispiel zu den Möglichkeiten des Koppeltensors B und des Mikroträgheitstensors J
- 3.3 Materialgleichungen einfacher Kontinua
- 3.3.1 Der linear-elastische Hooke'sche Festkörper
- 3.3.2 Das Navier-Stokes-Fourier-Fluid
- 3.4 Feldgleichungen der klassischen Kontinuumsmechanik
- 3.4.1 Vorbemerkungen
- 3.4.2 Die Navier-Lamé'schen partiellen Differentialgleichungen
- 3.4.3 Beispiel zu Navier-Lamé-Gleichungen
- 3.4.4 Bewegungsgleichungen für ein reibungsfreies Fluid (Eulerfall)
- 3.4.5 Beispiel zum reibungsfreien Eulerfluid
- 3.4.6 Die Navier-Stokes'schen partiellen Differentialgleichungen
- 3.4.7 Beispiel zu Navier-Stokes-Gleichungen
- 3.5 Materialgleichungen polarer Kontinua
- 3.5.1 Der lineare isotrope mikropolare Festkörper
- 3.5.2 Feldgleichungen für mikropolare Festkörper
- 3.5.3 Beispiel für den mikropolaren Festkörper
- 3.5.4 Viskose Fluide mit Momentenspannungen
- 3.5.5 Feldgleichungen für polare Fluide
- 3.5.6 Beispiel für polare Fluide
- 3.6 Mechanische Felder und euklidischer Beobachterwechsel
- 3.6.1 Der Distanzvektor
- 3.6.2 Nochmals polare und axiale Vektoren und Tensoren
- 3.6.3 Der Gradient oder Nabla-Operator
- 3.6.4 Der Geschwindigkeitsgradient und seine Varianten
- 3.6.5 Das Feld der Dichte und die Massenbilanz
- 3.6.6 Volumen-, Oberflächenkraft und Spannungstensor
- 3.6.7 Felder der Spinbilanz
- 3.6.8 Die Impulsbilanz
- 3.6.9 Hooke'sches Gesetz
- 3.6.10 Navier-Stokes-Materialgleichung
- 3.6.11 Momentenspannungstensor
- Literatur
- 4 Thermodynamik
- 4.1 Energiebilanzen
- 4.1.1 Bilanz der Gesamtenergie für klassische Kontinua
- 4.1.2 Bilanz der inneren Energie
- 4.1.3 Bilanz der Gesamtenergie für mikropolare Kontinua
- 4.1.4 Bilanz der inneren Energie für mikropolare Kontinua
- 4.2 Entropie
- 4.2.1 Ein erster Zugang zur Entropie nach Eckart
- 4.2.2 Entropiebilanz und 2. Hauptsatz der Thermodynamik
- 4.3 Auswertung der Entropieungleichung
- 4.3.1 Thermodynamik irreversibler Prozesse: die Kraft-Fluss-Methode
- 4.3.1.1 Vorbemerkungen
- 4.3.1.2 Thermodynamische Kräfte und Flüsse
- 4.3.1.3 Kritik der Kraft-Fluss-Methode
- 4.3.1.4 Kraft-Fluss-Methode und Stabilität
- 4.3.1.5 Thermodynamische Stabilität
- 4.3.2 Das Verfahren nach Coleman-Noll
- 4.3.2.1 Vorbemerkungen
- 4.3.2.2 Der Fall des linear-elastischen Festkörpers
- 4.3.2.3 Der Fall der Navier-Stokes-Fourier-Flüssigkeit
- 4.3.3 Die Methode der Lagrange'schen Multiplikatoren
- 4.3.3.1 Vorbemerkungen
- 4.3.3.2 Zustandsraum und Darstellung der Materialfunktionen, Isotropieprinzip
- 4.3.3.3 Formulierung des Entropieprinzips und ergänzende Bemerkungen
- 4.3.3.4 Die Auswertung des Entropieprinzips
- 4.3.4 Die Methode der reduzierten Energiebilanz nach Zhilin
- 4.3.4.1 Vorbemerkungen
- 4.3.4.2 Materielle Zeitableitungen und integrierender Faktor
- 4.3.4.3 Legendretransformationen und die freie Energie
- 4.3.4.4 Der 2. Hauptsatz der Thermodynamik in verschärfter Form
- 4.3.5 Materialgleichungen für mikropolare Medien
- 4.3.5.1 Reduzierte Form der Bilanz für die innere Energie
- 4.3.5.2 Cauchy-Green-Beziehungen für mikropolare Medien
- 4.3.5.3 Fourier- und Planck-Ungleichungen für mikropolare Medien
- 4.4 Thermodynamische Felder und euklidischer Beobachterwechsel
- 4.4.1 Euklidische Skalare
- 4.4.2 Euklidische Vektoren
- 4.4.3 Bilanz der inneren Energie
- Literatur
- 5 Elektrodynamik
- 5.1 Das Induktionsgesetz oder der erste Satz der Maxwell'schen Gleichungen
- 5.1.1 Experimentelle Beobachtungen
- 5.1.2 Mathematische Verallgemeinerung
- 5.2 Ladungserhaltung oder der zweite Satz der Maxwell'schen Gleichungen
- 5.2.1 Der experimentelle Nachweis
- 5.2.2 Ladungs- und Strompotential
- 5.3 Dimensionen und Einheiten der elektromagnetischen Felder
- 5.3.1 Die Maxwell-Lorentz-Äther-Beziehungen
- 5.3.2 Das Coulomb'sche und das Biot-Savart'sche Gesetz neu betrachtet
- 5.4 Transformationseigenschaften der elektromagnetischen Felder
- 5.4.1 Welttensornotation der Maxwell-Gleichungen
- 5.4.2 Euklidische Transformationen und objektive Tensoren des Elektromagnetismus
- 5.4.3 The Maxwell-Lorentz-Äther-Beziehungen und die Lorentz-Transformationen
- 5.5 Polarisation und Magnetisierung
- 5.5.1 Additive Zerlegung von Ladungs- und Stromdichten
- 5.5.2 Einfachste Materialgleichungen für Polarisation und Magnetisierung
- 5.6 Unstetigkeiten bei elektromagnetischen Feldern
- 5.6.1 Bilanzen für Volumen und offene Flächen, die von singulären Flächen und singulären Linien durchquert werden
- 5.6.2 Sprungbilanzen der elektromagnetischen Felder in der Physik
- 5.7 Der Äther, verschiedene Arten der Zeitdifferentiation und andere kuriose Dinge aus der Elektrodynamik
- 5.7.1 Der Äther
- 5.7.2 Verschiedene Arten der Zeitableitung
- Literatur
- Abbildungsverzeichnis
- Index
System requirements
File format: PDF
Copy protection: Watermark-DRM (Digital Rights Management)
System requirements:
- Computer (Windows; MacOS X; Linux): Use the free software Adobe Reader, Adobe Digital Editions, or any other PDF viewer of your choice (see eBook Help).
- Tablet/Smartphone (Android; iOS): Install the free app Adobe Digital Editions or another reading app for eBooks, e.g., PocketBook (see eBook Help).
- E-reader: Bookeen, Kobo, Pocketbook, Sony, Tolino and many more (only limited: Kindle).
The file format PDF always displays a book page identically on any hardware. This makes PDF suitable for complex layouts such as those used in textbooks and reference books (images, tables, columns, footnotes). Unfortunately, on the small screens of e-readers or smartphones, PDFs are rather annoying, requiring too much scrolling.
This eBook uses Watermark-DRM, a „soft” copy protection. This means that there are no technical restrictions to prevent illegal distribution. However, there is a personalised watermark embedded in the eBook that can be used to identify the purchaser of the eBook in the event of misuse and to provide evidence for legal purposes.
For more information, see our eBook Help page.