Sommersemester, 2021

C.P. Dullemond

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Wann und wo

Jeden Freitag von 10:00 bis 12:00.

Anmeldung

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Für Studenten der Universität Heidelberg: über Moodle (Schlüsselwort = Ockham)

Für Studenten der Pädagogischen Hochschule Heidelberg: über Stud.IP

Ziel

Das Ziel dieser Vorlesung ist es, durch einfache mathematische bzw physikalische Modelle alltägliche physikalische Phänomene zu verstehen. Die Teilnehmer lernen, wie man Sachen abschätzen kann, wie man komplexe physikalische Phänomene durch geschickte Vereinfachungen und Annäherungen auf den Kern der Sache herunterbringen kann, und alle weniger-wichtigen Aspekte vernachlässigen kann, und somit zum Verständnis kommt.

Methode

Jede Woche werden wir ein Thema besprechen. Die Grundlagen, und einige Grund-Ideen zur Lösung des Problems, werden am Anfang in normalem "Vorlesungs-Stil" vermittelt. Dann aber werden die Teilnehmer das Problem selbst lösen an Hand eines Aufgabenblatts. Während dessen werden die Aufgaben gemeinsam besprochen, und die Teilnehmer tauschen Ideen unter einander und mit dem Dozenten aus. Die Veranstaltung erfordert also aktive Teilnahme.

Prüfungsmodalitäten

Die Veranstaltung wird 2 CP geben. Aktive Teilnahme ist verpflichtend (Teilnahme-Listen), aber es wird keine Klausur geben. Voraussetzungen sind: mathematische und physikalische Basiskenntnisse (Vorlesungen aus dem 1. Semester Physik Lehramt).

Themen

Die Liste der Themen ist noch in Bearbeitung. Momentan sind folgende Themen-Ideen angedacht. Teilnehmer dürfen gerne Vorschläge machen. Diese Liste ist also nicht endgültig.

• Modell eines Tornados: Drehimpulserhaltung, Unterdruck, herleiten wie groß die Windgeschwindigkeit und Unterdruck sind.
• Magnetfeld Erde: Ausrechnen welche Sonnenteilchen/Kosmische Strahlen abgelenkt werden. Wie gefährlich wäre der Sonnenwind (vor allem coronal mass ejections) für Astronauten?
• Autounfall: Ausrechnen bei welcher Geschwindigkeit ein Airbag noch Sinn macht bei einem Frontal-Zusammenstoß.
• Alternative Energie: Ausrechnen wie viel Windmühlen und wie viel m^2 Sonnenzellen man braucht, damit Deutschland 100 Prozent auf neuerbare Energiequellen umgeschaltet ist.
• Raketengleichung: Herleitung und Anwendung. Warum war die Saturn V Rakete so riesig, obwohl man mit einem Mini-Lunar Module von der Mond wegkommen konnte?
• Flugzeugflügel: wieso können Flugzeuge fliegen?
• Tsunamis: Shallow water equation für die Analyse von Tsunamis. Warum (und unter welchen Umständen) sind Tsunamis so gewaltig?
• Blitze (Gewitter): Wie funktionieren sie ungefähr, und wie kann man die Lautstärke berechnen. Vielleicht eine Abschätzung davon, wie viel Hagelkörner man braucht um genügend Ladungs-Separation zu machen um überhaupt Blitze zu erzeugen.
• Atomkraftwerke: Wie funktionieren sie? Wie kann man sie stabil halten, obwol sie super-kritisch sind?
• Springen und Muskelkraft: Warum können Flöhe fast ebenso hoch springen wie Menschen, obwohl sie so viel kleiner sind? Warum finden Elefanten es schwierig, überhaupt zu springen? Kann man Muskelkraft ausrechnen?