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Technische Physik

TechnikProfi, Sensoren, Radarsensor, Audi

Ohne hochauflösende Sensoren ist eine sichere Funktion aktueller Assistenzsysteme kaum zu gewährleisten. Die physikalischen Hintergründe moderner Sensortechnik und ihre Einsatzgebiete.

Radar- und Lidar-Sensoren 

TechnikProfi, Vergaser, Fallstromvergaser, Skizze

Die Funktion eines Vergasers basiert auf den physikalischen Gesetzen von Drücken und Strömungen. Welche Gesetze das wirklich sind, das erfahren Sie hier.

Das Vergaserprinzip

Physik

TechnikProfi, Drift, Schnee, Porsche, Panamera

Der Autoreifen als zentrales Bindeglied zwischen Strasse und Fahrzeug. Besonders auf winterlichen Straßen muss die Kraftübertragung über die kleine Kontaktfläche funktionieren. Die Physik erklärt wie.

Grip und der Gummi

TechnikProfi, Wasserstoffgewinnung, Drucktanks

Wasserstoff hat den 2,75-fachen Energieinhalt/kg von Bezin - könnte sich so als Energiequelle für Fahrzeuge, Flugzeuge und Schiffe eignen. Nur die Herstellung und Speicherung sollte effizienter und umweltfreundlicher sein.

Wasserstofferzeugung

TechnikProfi, Kurbeltrieb, VCR-Motor, Infiniti

Die Vorteile der variablen Verdichtung: mehr Effizienz und damit das Erfüllen der geforderten Abgasnormen. Wie die Kurbeltriebe mechanisch umgesetzt und berechnet werden können, lesen Sie hier.

Der Kurbeltrieb eines VCR-Motors

TechnikProfi, Kurbelwelle

Gleit- und Wälzlager am Automobil werden auf die zu erwartenden Kräfte ausgelegt. Wie hoch können diese Kräfte sein? Und wie wirken sie auf die Lager? Wir klären anhand physikalischer Gegebenheiten.

Kräfte, die auf Lager wirken

TechnikProfi, aerodynamischer Auftrieb, Antonov

Umströmen flüssige/ gasförmige Medien einen festen Körper, treten Wechselwirkungen auf den Körper auf. Flugzeuge heben z.B. ab, bei Fahrzeugen treten eher ungewollte Effekte auf – wir erklären warum.

Der aerodynamische Auftrieb

TechnikProfi, Strömungslehre, Bernoulli, Containerschiff, Skizze

Schon Bernoulli wusste um die überraschenden Wirkungen von Strömungseffekten. Wir starten, aus aktuellem Anlass, einen Erklärungsversuch, warum Schiffe in der Wüste stecken bleiben.

Und Bernoulli hat doch Schuld

Magnetische Effekte wirken im Fahrzeug im Verborgenen. Magnetismus erzeugt unsichtbare Kraftfelder, die gemessen und angezeigt werden können und bestimmte Regelungen auslösen. Wie geht das?

Der Magnetismus

TechnikProfi, Abgasanlage, Supersprint, Fächerkrümmer

Eine Schalldämpferanlage gibt dem Auto einen charakteristischen Klang, optimiert die Motorleistung und erreicht bei gleichbleibender Dämpfungswirkung hohe Haltbarkeit. Diese physikalischen Prinzipien machens möglich

Wirkungsprinzip von Schalldämpfern

TechnikProfi, Bremsversuch, Nissan, Micra

Der Anhalteweg ist mehr als der reine Bremsweg. Beides ist abhängig von zahlreichen Faktoren wie der Qualität der Reifen und der Bremsanlage, der Fahrbahnbeschaffenheit und der Reaktion des Fahrers.

Berechnung des Bremswegs

TechnikProfi, 3D-Drucker, Automodell

Rapid Prototyping –  schnelle Prototypenherstellung - ermöglicht die Produktion kleiner Stückzahlen oder selterner Einzelteile, ohne aufwändige Formen erstellen zu müssen. So funktioniert die Technik:

Additive Fertigung mit 3D-Druck

TechnikProfi, Brennstoffzelle, Modell

Unser kleines Modellauto zeigt sehr anschaulich, wie eine Brennstoffzelle arbeitet. Der transparente Wasserstoff-Flitzer ist ein klimaneutrales Anschauungsmodell, das es in sich hat.

Modell einer Brennstoffzelle

TechnikProfi, Wohnwagengespann

Anhänger neigen bei höheren Geschwindigkeiten zu gefährlichem Pendeln, was nicht selten zu schweren Unfällen führt. Mit Hilfe der Physik wollen wir diese Schwingungen berechnen.

Pendelschwingung bei Anhängern

TechnikProfi, DDR Reichbahn Schnellzuglok

Aus Wärme kann eine Kraft werden und aus der Kombination von beiden eine Maschine. Die Physik hilft beim Verstehen der komplexen Zusammenhänge. Wir erläutern mithilfe des Stirlingmotors.

Wärmekraftmaschinen im Kreisprozess

Physik am Auto

TechnikProfi, Diagramm, Weg-Zeit

Die Durchschnittsgeschwindigkeit eines Fahrzeugs stellt eine Vereinfachung der Geschwindigkeit dar, mit der besser umgegangen werden kann als mit dem Begriff Momentangeschwindigkeit.

Die Momentan-geschwindigkeit

TechnikProfi, Schema, Kammscher Kreis

Der Kammsche Kreis - benannt nach dem Stuttgarter Ingenieur Wunnibald Kamm - ist wichtig um die Längs- und Querkräfte am Rad bestimmen zu können.

Der Kammsche Kreis

Auf schneeglatter, eisiger oder nasser Fahrbahn ist er häufig anzutreffen: Schlupf, die Räder drehen durch. Das steckt physikalisch dahinter und diese Vorgänge laufen dabei im Reifenprofil ab.

Antriebsschlupf am Reifen

Beim Fahrverhalten eines Autos ist die Querdynamik der physikalisch komplizierteste, für manche aber auch der  spannendste Fahrzustand. Welche Kräfte wann, wo und warum wirken, wird hier erklärt.

Die Querdynamik

Technische Mathematik

Innerhalb der Zahnradpaarungen eines Getriebes herrschen klare Gesetze. Wir berechnen mithilfe einfacher mathematischer Formeln die Übersetzung und das Zugkraftdiagramm eines Fünfgang-Schaltgetriebes.

Rechnen mit Zahnrädern

Soll ein Körper beschleunigt werden, setzt dieser seine eigene Masse dagegen, die Massenträgheit. Um diese Trägheit zu überwinden, benötigt es eine bestimmte Kraft: Die Beschleunigungskraft.

Der Beschleunigungs-widerstand

Was passiert im Vergaser? Wieso wird die Luft beim Ansaugen so stark beschleunigt? Diese und andere Fragen rund um den Vergaser beantwortet unser kleiner Ausflug in die Welt der Physik.

Naturwissenschaft