Dieser Audiobeitrag wird von der Universität Erlangen-Nürnberg präsentiert.

So, guten Morgen. Heute kommt die versprochene Vorlesung mit den Beispielen und ist auch die

Antwort auf die Frage, was sind denn so typische Klausuraufgaben? Also da ist so ein ganzes

Panoptikum von möglichen Aufgaben gemalt in der Klausur. So ganz typisch, wir sind irgendwo

im homogenen Schwerefeld, das ist natürlich nichts Fundamentales, sondern es handelt

sich dabei klarerweise um eine Situation, in der wir irgendwelche Wechselwirkungen durch

ein Potential modellieren. Und dann gibt es natürlich solche kleinen Sachen wie das Fadenpendel,

das ist eigentlich eher so ein Stabpendel mit einem masselosen Stab, denn der Faden

würde ja erlauben, dass die Masse da näher rankommt, aber die bleibt da immer auf Abstand.

Man könnte solche Dinge wie Doppelpendel betrachten. Dann das dritte wäre so eine Handel, das sind

also zwei Massen im konstanten Abstand und die kann ich so werfen als ungleicher Handel.

Und das ist natürlich ein hervorragendes, klassisches Modell für so ein zweiatomiges

Molekül. Ein noch besseres Modell, klassisches Modell für ein zweiatomiges Molekül, ist

das da hinten da noch mit der Feder dazwischen, da können die beiden Massen noch gegeneinander

schwingen mit irgendeiner Federkraft, die sie modellieren können. Das vorletzte heißt

glaube ich die etwutsche Fallmaschine. Da ist klar, wenn da diese Masse M1 größer ist

als M2, dann rast die natürlich auch nach unten, aber natürlich vom Gefühl her schon

irgendwie vermindert durch die Kraft, die da von der anderen Masse nach unten ausgeübt

wird, blablabla. Aber Sie sehen, das sind alles Systeme mit Zwangsbedingungen. Das sind

einfach keine freien Teilchen, sondern wenn es ein Teilchen ist wie dieses Pendel, dann

wird das irgendwo auf so einer Untermannigfaltigkeit der Konfiguration gehalten, aber auch für

zwei und mehr Teilchen sind das so typische Aufgaben. Also Sie bekommen in der Klausur

wahrscheinlich in Aufgabe 2, nachdem Sie Aufgabe 1 mit Bravour gemeistert haben, den

mathematischen Formalismus, kommt dann in Aufgabe 2 irgend sowas. Jetzt natürlich gerade

keins von denen, das können Sie sich ungefähr vorstellen, ja. Vielleicht aber schon, wer

weiß es schon. Auf jeden Fall kommt dann so ein Bild und dann gibt es dann so ein bisschen

eine Anleitung, aber eigentlich, wenn Sie was auf sich halten als Physiker, dann sagen

Sie, stopp, das Bild ist mir genug, ich brauche gar keine weitere Information, denn die Information

kommt heute, ein Algorithmus in fünf Schritten, die man durchlaufen muss und im Prinzip stand

das alles letztes Mal schon da, aber es ist, ich gebe das zu, ein Unterschied dazwischen,

dass es im Prinzip da steht und dass man jetzt wirklich ganz genau weiß, wie man damit

umgeht und ich werde diesen Algorithmus nochmal aufführen, nochmal ein bisschen mit dem theoretischen

Hintergrund, aber schon so die Essenz und als Beispiel in diesen fünf Schritten jeweils

dieses kleine Fadenpendel abhandeln und wenn wir das dann einmal ausführlich gemacht haben

und gesehen haben, ach so, der Formalismus ist ja ganz klar, das geht dann so und so,

dann werden wir nachher dieses Doppelfadenpendel nur noch so hoppla hopp machen, aber Sie können

sich dann quasi alles, was ich da auslasse, denken Sie sich dann hoffentlich schon, hoffentlich

habe ich Ihr Gehirn so weit massiert, dass das dann der Fall ist und so macht das dann

natürlich auch der erfahrene klassische Mechanikstudent, der sieht dann nur noch so ein System und

sagt, naja, das ist ja pa pa pa pa pa, okay, das ist unser Ziel heute, wir fangen also

an mit dem Algorithmus in fünf Schritten.

Also Ziel sollte ich erst formulieren, Ziel oder die Aufgabenstellung wäre hier immer,

stellen Sie die Bewegungsgleichungen auf.

Die Bewegungsgleichungen für das gezeigte System, stellen Sie die Bewegungsgleichungen

auf.

So, wie machen wir das?

Abschnitt eins, Algorithmus dafür in fünf Schritten und jeder Schritt illustriert durch

das einfachste Beispiel, durch das einfachste nicht triviale Beispiel, nämlich dieses Pendel,

jeder Schritt illustriert durch dieses Pendel.

Okay, also Sie sehen diese Aufgabe vor sich, was müssen Sie tun?