陰陽 - ☯ (yīnyáng; Sich dynamisch ergänzende, gegensätzliche Prinzipien)
Kurzvortrag, gbs-Hamburg 2014-07-24, Dr. Rolf Schröder
(geändert: )
Energie, physikalisch
Basisgrößen, Basiseinheiten (z. B. diese drei ‚praktischen‘ des SI-Systems)
Zeit, t [s], Messen mit Uhren, Oszillatoren
Eine Sekunde (1 s) ist die Dauer von 9.192.631.770 Perioden
der Strahlung, die dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstrukturniveaus des
Grundzustandes des Cäsium-Isotops 133Cs
entspricht.
Weg, Strecke, s [m], Messen mit Maßstäben
Ein Meter (1 m) ist die Strecke, die Licht im Vakuum in
1∕299.792.458 Sekunden durchläuft. (Die Lichtgeschwindigkeit c ist eine Naturkonstante,
ihr Wert wurde auf c ≡ 299.792.458 m/s festgelegt.)
Masse, m [kg], Messen mit Waagen
Ein Kilogramm (1 kg) ist die Masse, die der internationale
Prototyp des Kilogramms hat. Peinlich. Aber an einer Neudefinition mittels eines
Einkristalls aus dem Silizium-Isotop 28Si wird gearbeitet.
Abgeleitete Größen
Geschwindigkeit, v [m∕s]
Die Geschwindigkeit v ist das Verhältnis von einer Strecke
Δs zu dem Zeitintervall Δt, in dem diese Strecke zurückgelegt wird:
v = Δs∕Δt. Für den allgemeinen Fall, dass die Geschwindigkeit
zeitlich nicht konstant ist, definiert man für den Grenzfall
Δt → 0 die Geschwindigkeit v(t) zu einem Zeitpunkt t.
Def.: v(t) = ds∕dt [m∕s].
Beschleunigung, a [m∕s2]
Die Beschleunigung a ist das Verhältnis von einer Geschwindigkeitsänderung
Δv zu dem Zeitintervall Δt, in dem diese Geschwindigkeitsänderung erfolgt:
a = Δv∕Δt. Für den allgemeinen Fall, dass die Geschwindigkeitsänderung
zeitlich nicht konstant ist, definiert man für den Grenzfall
Δt → 0 die Beschleunigung a(t) zu einem Zeitpunkt t.
Def.: a(t) = dv∕dt [m∕s2].
Kraft, F [N]
Die Kraft F ist die Ursache der Beschleunigung einer Masse oder der
Verformung eines Körpers. Wird eine Masse beschleunigt, so ist die verursachende
Kraft dem Produkt von Masse und Beschleunigung proportional. Man definiert: 1 N ist die
Kraft, die einen ruhenden Körper der Masse 1 kg innerhalb von 1 s auf
die Geschwindigkeit von 1 m∕s beschleunigt.
Def.: F = m∙a [kg∙m∕s2] ≡ [N] (Newton).
Energie, E [J]
„Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu leisten.“ „Arbeit ist ein Maß
für umgesetzte Energie.“ Man spricht von verschiedenen Energieformen, sie
können ineinander umgewandelt werden (potentielle, kinetische, thermische, chemische …).
Wir definieren über die Mechanik: 1 J ist die Energie, die umgesetzt wird,
wenn mit der Kraft 1 N über eine Strecke von 1 m auf etwas eingewirkt wird.
Salopp: „Energie ist Kraft mal Weg.“ Ist die Kraft F eine Funktion des Weges s: F = F(s),
so ist die Energie das Integral der Kraft F(s) über den Weg s:
Def.: E = F∙s bzw. E = ∫F(s)∙ds [N∙m] ≡ [J] (Joule).
Leistung, L [W]
Die Leistung L ist das Verhältnis von umgesetzter Energie ΔE
zu dem Zeitintervall Δt, in dem diese Energie umgesetzt wird: L = ΔE∕Δt.
Für den allgemeinen Fall, dass die Leistung zeitlich nicht konstant ist, definiert man für den Grenzfall
Δt → 0 die Leistung L(t) zu einem Zeitpunkt t.
Def.: L(t) = dE∕dt [J∕s] ≡ [W] (Watt).
Bei Kelten, Etruskern, Römern seit ca. −500 bekannt: Verzierungen, Wappen.
Seit ca. 1000 in China bekannt (Daoismus) als Symbol zweier dynamisch sich ergänzender,
gegensätzlicher Prinzipien, Polaritäten: Yin und Yang entsprechend dunkel und hell, Tod und
Leben, Erde und Himmel, Nacht und Tag, weiblich und männlich, usw. Der „Energiefluss“
zwischen diesen Gegensätzen muß ausgeglichen bzw. im Gleichgewicht sein.