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We now know that there is much more to classical mechanics than previously suspected. Derivations of the equations of motion, the focus of traditional presentations of mechanics, are just the beginning. This innovative textbook, now in its second edition, concentrates on developing general methods for studying the behavior of classical systems, whether or not they have a symbolic solution. It focuses on the phenomenon of motion and makes extensive use of computer simulation in its explorations of the topic. It weaves recent discoveries in nonlinear dynamics throughout the text, rather than presenting them as an afterthought. Explorations of phenomena such as the transition to chaos, nonlinear resonances, and resonance overlap to help the student develop appropriate analytic tools for understanding. The book uses computation to constrain notation, to capture and formalize methods, and for simulation and symbolic analysis. The requirement that the computer be able to interpret any expression provides the student with strict and immediate feedback about whether an expression is correctly formulated. This second edition has been updated throughout, with revisions that reflect insights gained by the authors from using the text every year at MIT. In addition, because of substantial software improvements, this edition provides algebraic proofs of more generality than those in the previous edition; this improvement permeates the new edition.

Mechanics. --- Classical mechanics --- Newtonian mechanics --- Physics --- Dynamics --- Quantum theory

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Mechanics --- Dynamics --- Classical mechanics --- Newtonian mechanics --- Physics --- Quantum theory

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Mechanics. --- Classical mechanics --- Newtonian mechanics --- Physics --- Dynamics --- Quantum theory

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Die zentralen Aussagen der Newtonschen Mechanik sind fur Lernende nur schwer zu verstehen. Nicht zur physikalischen Theorie passende Schulervorstellungen erschweren den Aufbau von Konzeptverstandnis. Dies liegt u.a. an der wahrgenommenen Unvereinbarkeit der Newtonschen Gesetze mit Alltagserfahrungen der Lernenden. Oft vorgeschlagen wird hier Computereinsatz zur Bearbeitung authentischer Bewegungen mit Reibungseinflussen. Die vorliegende Mixed-Methods-Studie (N = 274) umfasst die Entwicklung und Pilotierung eines Testinstruments, die theoriegeleitete Konzeption zweier Interventionen zur Newtonschen Dynamik fur die gymnasiale Oberstufe (mathematische Modellbildung bzw. Videoanalyse von Bewegungen) sowie deren quantitative und qualitative Evaluation. Das Ziel war, ein angemessenes Kraftverstandnis bei den Lernenden aufzubauen. Mit Blick auf den gesamten Lernzuwachs ergibt sich kein Unterschied zwischen den Varianten, wohl aber in einzelnen Inhaltsbereichen und im Modellverstandnis der Lernenden. Eine Mehrebenanalyse zeigt, dass u.a. das Interesse an theoretischen Zusammenhangen und die kognitive Belastung den Lernzuwachs beeinflussen. Die Analyse von Bildschirmaufnahmen deutet an, dass die Phase der Ergebnissicherung und die Nutzung von Modell- bzw. Messdaten wichtig fur den Lernerfolg sein konnten. Die Thematisierung von komplexen Bewegungen mithilfe des Computers ist erfolgreich und fuhrt in beiden Gruppen zu einer starken Verbesserung im Kraftverstandnis.

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Mechanics. --- Classical mechanics --- Newtonian mechanics --- Physics --- Dynamics --- Quantum theory --- Mechanics --- Mecanique classique --- Mecanique rationnelle --- Dynamique