Werner Litzow Books

Die folgenden Ausführungen sollen eine kompakte und schnelle Übersicht über die Verkehrssysteme in der BRD geben. Es war nicht immer leicht, die vielen Daten aus einer Fülle unterschiedlicher Quellen zusammenzustellen. Darüberhinaus musste auch festgestellt werden, dass lückenhafte Informationen vorlagen, so dass man gezwungen war, weiter zu recherchieren. Auf Tabellen wurde weitgehend verzichtet, da graphische Darstellungen die zeitliche Entwicklung anschaulicher aufzeigen. Viele graphische Darstellungen bestehen aus statistischen Daten, die verständlicherweise mit geringen Schwankungen behaftet sein können. Insgesamt jedoch lassen sich die Trends und Zusammenhänge gut erkennen, und das war das Ziel dieser Ausführungen. Alle Daten zeigen die verkehrstechnische Entwicklung mit dem einhergehenden Treibstoff- bzw. Energieverbrauch von 1970 bis 2015 auf. Hierbei ist nicht zu übersehen, dass einige Verkehrsmittel sehr energieintensiv sind und andere, weniger Energie verbrauchende, sich in größeren Massen fortbewegen. Dies erfordert nicht nur große Mengen an Treibstoffen, sondern ist mit seiner „Konsumierung“ nicht gerade umweltfreundlich. Die meisten Verkehrsmittel sind autark, d. h. sie müssen ihren schadstoffhaltigen Treibstoff in Tanks stets mitnehmen. Aber auch die neu entwickelten Elektrokraftfahrzeuge werden ihren Strom aus Kraftwerken beziehen und sind dann in die netzabhängigen Verkehrsmittel einzuordnen. Am Kraftfahrzeug-Massenverkehr auf den Straßen ändert dies aber nichts. Alle bisherigen netzabhängigen Verkehrsmittel, die elektrische Eisenbahn, S- und U-Bahnen, sowie Straßenbahnen beziehen ihren Strom aus mit fossilen Energieträgern belieferten Kraftwerken, die mit Heißdampf bei hohen Temperaturen und Drücken Turbinen zur Stromerzeugung betreiben. Sie sind zurzeit immer noch unerlässlicher Bestandteil nicht nur unserer Mobilität (Verkehr), sondern auch unseres Wohlbefindens (Wohnstätten) und der Kommunikation (EDV). Zusätzlich wird kurz behandelt, welche Kräfte von außen auf ein Flugzeug wirken, sowie Flugsteuerung und Bestimmung von Flughöhe und Fluggeschwindigkeit, aber auch die Kräfteeinwirkungen bei Hubschraubern. Maßnahmen zur Schiffsstabilisierung und Tragfähigkeiten von Handelsschiffen werden erwähnt. Kraftübertragungen bei Diesel- bzw. Elektro-Lokomotiven und einige Daten von ICE-Zügen und ihres Schienennetzes in der BRD sollten in diesem Kapitel nicht fehlen. Dem KFZ-CO₂- Ausstoß und KFZ-Lärm im Straßenverkehr sind einige Fakten und Daten beigefügt. Straßenbelastungen und –Schäden schließen die Ausführungen.

Der erste Teil zeigt die Entwicklung des gesamten Verkehrs von 1970 bis 2010. Angaben bis 2014 sind nur unvollständig und bringen auch keine wesentlichen Änderungen. Auf Tabellen wurde bewusst verzichtet. da Kurvenverläufe und Graphiken die zeitlichen Entwicklungen anschaulicher darstellen. Die Datenerhöhungen ab 1995 hängen mit der Einbeziehung der neuen Bundesländer zusammen. Der zweite Teil befasst sich mit der Technik und Physik der einzelnen Verkehrsmittel. Im ersten Teil werden die Längen aller Verkehrswege, vornehmlich der Straßen,- Schienenund Binnenwasserwege aufgezeigt. Für die große Entfernungen zurücklegenden Flugzeuge und Seeschiffe werden nur Angaben zu deutschen Flug- und Seehäfen gemacht. Erwähnenswert ist auch der Bestand aller Verkehrsmittel und die Straßenbelastungen infolge des hohen Verkehrsaufkommens. Von großer Bedeutung ist der Personen- und Gütertransport durch sämtliche Verkehrsmittel, sowie der sich daraus ergebende Treibstoff- bzw. Energieverbrauch. Die Höhe des Endenergieverbrauchs in den Wirtschaftsbereichen: Haushalt, Industrie und Verkehr sowie Anmerkungen zum Straßen- und Schienenverkehr beenden den ersten Teil. Der zweite Teil befasst sich allgemein mit den technischen und physikalischen Eigenschaften der einzelnen Verkehrsmittel. So wird beschrieben, welche Energien und Kräfte auf diese einwirken und auch überwunden werden müssen. So gibt es im Straßenverkehr Rollreibungs- und Luftwiderstandsverluste. Ferner geht es auch um den Treibstoffverbrauch z. B. während der Warmlaufphase. bei Stau, Leerlauf und ständigen Ausschalten und Starten des Motors. Eine Klassifizierung der LKW's, sowie ein grober technischer Vergleich aller Straßenfahrzeuge beendet diesen Abschnitt. Im nächsten Abschnitt gibt es einen Einblick in die technischen Daten von Schienenfahrzeugru. Hier spielen auch Reibungs- und Luftwiderstandsverluste eine Rolle. Besonders werden die verschiedenen Kraftübertragungssysteme bei Lokomotiven beschrieben. Inhalt des nächsten Abschnitts sind Auftrieb, Strömungswiderstand und Schub bei Flugzeugen sowie die Bestimmung ihrer Flughöhe und Geschwindigkeit. Auch bei Schiffen müssen gewisse Widerstände bei der Fahrt überwunden werden. Beim Schiffsantrieb findet man den Ausdruck Propulsion. Begriffe wie Sog, Nachstrom, Kavitation und Knoten gehören zur Schiffsbewegung.

Die Grundlagen der Musik umfassen eine Vielzahl von Begriffen, die das Verständnis fördern, darunter Höreindrücke wie Schall, Geräusch, Klang, Ton, Tonhöhe und Tonstärke sowie Schwingungsarten. Wichtige Konzepte sind die Obertonreihe mit Frequenzverhältnissen und die Kirchentonarten, wobei die ionische und äolische den heutigen Tonleitern entsprechen. Der Quintenzirkel, Konsonanz, Dissonanz sowie diatonische, chromatische, Dur- und Moll-Tonleitern sind alltägliche Elemente. Auch die pythagoreische Tonleiter, das syntonische und pythagoreische Komma sowie spezielle Frequenzverhältnisse werden behandelt. Musikalische Stimmungen wie die pythagoreische, mitteltönige, reine und temperierte Stimmung werden erklärt, ebenso das Cent-System und der Tritonus. Eine Tabelle zeigt den Frequenzbereich des Klaviers. Der zweite Abschnitt behandelt Musikinstrumente, klassifiziert nach den physikalischen Grundlagen der Tonerzeugung und Spielweise. Grafische Darstellungen der Ton- und Frequenzbereiche von Orchesterinstrumenten sind enthalten. Der dritte Abschnitt thematisiert die Erzeugung und Verbreitung von Musik, einschließlich der Rolle elektromagnetischer Wellen im Rundfunk und Fernsehen. Begriffe wie Schallgeschwindigkeit, Schallpegel und Lautstärke werden erläutert. Musikalische Schwingungen, Tonstudios und Modulationstechniken wie Amplituden- und Frequenzmodulation sind ebenfalls zentrale Themen.

Die Ausführungen „Von Schwingungen, Wellen und Schall“ beinhalten im ersten Teil allgemeine Schwingungen. Es gibt lineare und nichtlineare Schwingungen, die sich überlagern können oder gedämpft werden. Erzwungene Schwingungen unterliegen bestimmten äußeren Kräften. Bei allen Schwingungen, wie z. B. den Pendelschwingungen, elektromagnetischen Schwingungen oder den Schwingungen in Flüssigkeiten und Gasen hängt die Schwingungsdauer von charakteristischen Größen ab. Im zweiten Teil geht es darum, wie sich Schwingungen als Wellen in Medien fortpflanzen. Wellen besitzen bestimmte Eigenschaften, wie Reflexion, Brechung, Interferenz, Beugung und Polarisation, die dem Huygen'schen Prinzip unterliegen. Ferner können bei Wellen Phasen- Verschiebungen auftreten, die zu ihrer Auslöschung führen. Wellen kommen als Transversalwellen, Longitudinalwellen und stehenden Wellen vor. Der dritte Teil befasst sich mit dem Schall. Schwingungen können auch eine Hörempfindung (Schall) auslösen, so dass sie in das Gebiet der Akustik einzuordnen sind. Als Schallquellen dienen hier, wegen der besseren Anschaulichkeit und des Bezuges aufden akustischen Abschnitt, die bekannten Musikinstrumente. Die Ausbreitung und Messung des Schalls wird durch Schallfeldgrößen, wie Schallenergie, Schallstärke und Schalldruck angegeben.

Die folgenden Ausfiihrungen sollen aufzeigen, wie die westliche Musik mit den Gesetzen der Physik verknüpft ist. Dabei ist die Musik hauptsächlich eine gefiihlsbetonte Angelegenheit, die von den Menschen auch unterschiedlich empfunden wird. Doch wird sie von bestimmten Gesetzmäßigkeiten geleitet, olme die ein Musizieren nicht möglich ist.

Die Ausführungen, welche den Stand der Technik kurz beleuchten, setzten sich aus zwei Teilen zusammen: Energietechnik und Kreisprozesse der Kraft- und Arbeitsmaschinen. Im ersten Teil der Energietechnik stehen nicht, wie üblich, die einzelnen Primärenergien wie Kohle, Erdwärme, Sonnenenergie, Windenergie, etc. im Vordergrund, sondern die aus ihnen umgewandelten Nutzenergien. Es wird erläutert, welchen Beitrag die einzelnen Primärenergien für die Erzeugung der Nutzenergien: Wärme, elektrischer Strom und mechanische Energie leisten können. Ferner ist für den Verbraucher das Bindeglied zwischen der Energie-Erzeugung und dem -Endverbrauch, der Transport und die Speicherung der Nutzenergien wichtig, da auch hier Verluste auftreten. Der zweite Teil behandelt die Kraft- und Arbeitsmaschinen, die einerseits im Verkehr (Motore, Turbinen) als auch bei der Industrie und im Haushalt (Generatoren, Kompressoren, Kühlaggregate, Wärmepumpen) Anwendung finden. Als Einführung dienen die beiden Hauptsätze der Thermodynamik, die Begriffe Exergie und Anergie, sowie die Charakteristik von thermodynamischen Kreisprozessen.