Mechanik

Prof. Dr. Torsten Fließbach ( 1944) habilitierte sich 1977 an der Technischen Universität München in Theoretischer Kernphysik. Seit 1979 ist er Professor für Theoretische Physik an der Universität Siegen. Seine Lehrbücher zur Theoretischen Physik I bis IV (ergänzt durch das Arbeitsbuch zur Theoretischen Physik, zusammen mit H. Walliser) sind im selben Verlag in mehreren Auflagen erschienen. Auf vergleichbarem Niveau bewegt sich Fließbachs Einführung in die Allgemeine Relativitätstheorie, die ebenfalls bei Springer Spektrum erschienen ist (2012 in der 6. Auflage).

Dieses Lehrbuch gibt eine Einführung in die Mechanik, wie sie an der Universität im Zyklus "Theoretische Physik" angeboten wird. Besonderen Wert hat der Autor auf eine gut lesbare, verständliche und überschaubare Darstellung gelegt. Die einzelnen Schritte sind so ausführlich dargestellt, dass der Leser sie ohne größere Schwierigkeiten nachvollziehen kann. Durch die Aufteilung in Kapitel, die eigenständige Unterrichtseinheiten bilden, und die Art der Darstellung ist das Buch für Bachelor-Studiengänge bestens geeignet.

Im Rahmen der elementaren Newtonschen Mechanik werden zunächst die grundlegenden Konzepte (wie Massenpunkt, Bahnkurve, Bezugssystem) eingeführt. Im Zentrum stehen dann der Lagrangeformalismus (Lagrangegleichungen 1. und 2. Art, Hamiltonsches Prinzip, Erhaltungsgrößen, Noethertheorem) und seine wichtigsten Anwendungen (Bewegung im Zentralpotenzial, Dynamik des starren Körpers, harmonische Schwingungen). Danach wird der Hamiltonformalismus eingeführt, und die Kontinuumsmechanik wird anhand ausgewählter Anwendungsbeispiele vorgestellt. Der letzte Teil behandelt ausführlich die Spezielle Relativitätstheorie.

Dieses Lehrbuch gibt eine Einführung in die Mechanik, wie sie an der Universität im Zyklus "Theoretische Physik" angeboten wird. Besonderen Wert hat der Autor auf eine gut lesbare, verständliche und überschaubare Darstellung gelegt. Die einzelnen Schritte sind so ausführlich dargestellt, dass der Leser sie ohne größere Schwierigkeiten nachvollziehen kann. Durch die Aufteilung in Kapitel, die eigenständige Unterrichtseinheiten bilden, und die Art der Darstellung ist das Buch für Bachelor-Studiengänge bestens geeignet.

Einleitung.- I Elementare Newtonsche Mechanik .- 1 Bahnkurve.- 2 Newtons Axiome.- 3 Erhaltungssätze.- 4 System von Massenpunkten.- 5 Inertialsysteme.- 6 Beschleunigte Bezugssysteme.- II Lagrangeformalismus .- 7 Lagrangegleichungen 1. Art.- 8 Anwendungen I.- 9 Lagrangegleichungen 2. Art.- 10 Anwendungen II.- 11 Raum-Zeit-Symmetrien.- III Variationsprinzipien .- 12 Variation ohne Nebenbedingung.- 13 Variation mit Nebenbedingung.- 14 Hamiltonsches Prinzip.- 15 Noethertheorem.- IV Zentralpotenzial .- 16 Zweikörperproblem.- 17 Keplerproblem.- 18 Streuung.- V Starrer Körper .- 19 Kinematik.- 20 Trägheitstensor.- 21 Tensoren.- 22 Eulersche Gleichungen.- 23 Schwerer Kreisel.- VI Kleine Schwingungen .- 24 Erzwungene Schwingungen.- 25 System mit vielen Freiheitsgraden.- 26 Anwendungen.- VII Hamiltonformalismus .- 27 Kanonische Gleichungen.- 28 Kanonische Transformationen.- 29 Hamilton-Jacobi-Gleichung.- VIII Kontinuumsmechanik .- 30 Saitenschwingung.- 31 Balkenbiegung.- 32 Hydrodynamik.- 33 Feldtheorien.- IX Relativistische Mechanik .- 34 Relativitätsprinzip.- 35 Längen- und Zeitmessung.- 36 Lorentzgruppe.- 37 Lorentztensoren.- 38 Bewegungsgleichung.- 39 Anwendungen.- 40 Lagrangefunktion.- Register.