Alternativer Bildtext:

k * Ax FR = m * g = F² + F² Fp = sin(a) * FG FN = cos(α) * FG tan(a) * FN Fp = F a = - m μ = FR FN Kräfte W = F * S Ecal = Ej/4,2 potentielle/ kinetische Energie AE pot = WHUB = m * g * h g...Fallbeschleunigung [m/s²] (Erde: 9,81) kinetische Energie Ekin 1 2 -mv² Wärmeenergie ΔQ = m * ΔΤ * C * FG...Gewichtskraft [N = (kg*m)/s²] m... Masse [kg] g...Fallbeschleunigung [m/s²] (Erde: 9,81) F...auf die Feder wirkende Kraft [N] k... Federkonstante [N/cm] Ax...Längenzunahme [cm] FR...Resultierende Kraft [N] |F1, F2...Kräfte [N] Arbeit und Energie FP...Hangabtreibskraft [N] FN...Normalkraft [N] a... FG...Schwerkraft [N] a... Beschleunigung [m/s²] F...Kraft [N] m... Masse [kg] μ...Reibungszahl FR...Reibungskraft [N] FN...Anpresskraft [N] ...Hangneigung W...Arbeit [J = Nm = (kg*m²)/s²] F...Kraft [N] s... Strecke [m] Wcal...Energie in cal Wj... Energie in J AEpot...Potentielle Energie [J] WHUB...Hubarbeit [J] m... Masse [kg] h...Hubhöhe [m] Ekin...kinetische Energie [J] m... Masse [kg] V...Geschwindigkeit [m/s] AQ...Wärmeenergieänderung [J] m... Masse [kg] |AT... Temperaturänderung [°C / K] |Wärmekapazität[J/(kg*K)] 3 Leistung Watt zu PS elektrische Leistung Wirkungsgrad Energie Wirkungsgrad Leistung Drehmoment Übersetzungs- verhältnis Hebel Bahn- geschwindigkeit Winkel- geschwindigkeit durch Frequenz Bogenwinkel Winkel- geschwindigkeit durch Bogenlänge Bahn- geschwindigkeit aus W OPatrick Seper P= η Pps = 736 * Pw P=U*I = = W t EAB Ezu PAB Pzu V = 4 ● M = F *1 || F₁ * l₁ = F₂ * 1₂ F₂2 W= S 100 t w = 2π*1 100 b Einfache Maschinen r Δε At P...Leistung [W = J/s] W...Arbeit [J] t...Zeit [s] Pps...Leistung in PS Pw...Leistung in Watt V = w*r P...Leistung [W = J/s] U...Spannung [V] I...Stromstärke [1] n...Wirkungsgrad [%] EAB...abgeführte/nutzbare Energie [J] EZU...zugeführte Energie [J] n...Wirkungsgrad [%] PAB...abgeführte/nutzbare Leistung [W] PZU...zugeführte Leistung [W] M...Drehmoment [Nm] F...Kraft [N] II...Länge des Kraftarms [m] F1, F2...Kräfte [N] 11, 12... Länge der Hebelarme [m] Rotation V...Bahngeschwindigkeit [m/s] |S...zurückgelegter Weg [m] t...benötigte Zeit [s] w...Winkelgeschwindigkeit [1/s] f...Frequenz [Hz] p...Bpgenwinkel [rad] b...Bogenlänge [m] r...Radius[m] w...Winkelgeschwindigkeit [rad/s] Ap... Bogenwinkel [rad] At...benötigte Zeit [s] V...Bahngeschwindigkeit [m/s] v...Winkelgeschwindigkeit [1/s] r...Radius [m] 4 Bahn- geschwindigkeit aus Frequenz Fliehkraft / Zentripetalkraft Trägheitsmoment Winkel- beschleunigung Drehimpuls Rotationsenergie Drehzahl zu Dreh- Frequenz Schwingungs-formel Fadenpendel Eigenfrequnz Federpendel OPatrick Seper V=2*T*f*r Fz = FF I = i=n i=1 α= EROT n 60 L = 1 *w 2 m¡ * riª M fo T = 2₁ 2π m * V2 FF... Fliehkraft [N] r = f T = 2₁ 2π V...Bahngeschwindigkeit [m/s] f...Frequenz [Hz] r...Radius [m] Fz...Zentripetalkraft [N] EROT...Rotationsenergie [J] * I * W² ... Trägheitsmoment [kg*m²] ...Winkelgeschwindigkeit [1/s] 2 1 g 1 T Im V k m... Masse [kg] V...Geschwindigkeit [m/s] r...Radius [m] t t...laufende Zeit y(t) = yo * sin(2π = + 4) T...Schwingungsdauer T w = 2πTf sin(wt + p) yo...Spitzenwert I...Trägheitsmoment [kg*m²] m... Masse [kg] r...Radius [m] a...Winkelbeschleunigung [1/s²] M...Wirkendes Drehmoment |I...Trägheitsmoment [kg*m²] L...Drehimpuls I...Trägheitsmoment [kg*m²] ...Winkelgeschwindigkeit [1/s] Schwingungen In...Drehzahl [U/min] f...Drehfrequenz [Hz] T...Schwingungsdauer [s] I...Fadenlänge (Aufhägepunkt-Schwerunkt) [m] g...Fallbeschleunigung [m/s²] (Erde: 9,81) fo...Eigenfrequenz [Hz] T... Schwingungsdauer [s] T...Schwingungsdauer [s] m...Pendelmasse [kg] K...Federkonstante [N/m] 5 Abkürzung mol A qe Cs с CH₂0 CGestein g CH20 lo G V₁ V₂ ME re Physik - Übersicht: Konstanten AE qv (H₂O) as (H₂O) OPatrick Seper Wert 6*10^23 Teilchen 1A = 6,25*10¹8 e¯ / Sekunde As (C) -19 1,6* 10 343,2 m/s = 1236 km/h 300.000 km/s 1,5 km/s 4 km/s 9,81 m/s² 4187 J/(kg*K) 1*10-¹² W/m² 6,67 * 10-¹¹ Nm²/kg² 7,91 km/s 11,19 km/s 5,97 *1024 kg 6,371 km 1,5*10¹¹ m 2200 kJ/kg 333 kJ/kg Beschreibung Molmasse entspricht der relativen Teilchenmasse in Gramm Einheit frü Stromstärke (Menge der Elektronen die pro Sekunde durch den Leiterquerschnitt fließen) kleinstmögliche Ladungsmenge: Ladung eines Elektrons (Elementarladung) Schallgeschwindigkeit (Mach 1) Lichtgeschwindigkeit im Vakuum Ausbreitungsgeschwindigkeit von Wellen in Wasser Ausbreitungsgeschwindigkeit von Erdbebenwellen Fallbeschleunigung auf der Erde Wärmekapazität von Wasser Gerade noch hörbare Schallintensität universelle Gravitationskonstante 1. kosmische Geschwindigkeit -- --> Kreisbahngeschwindigkeit Fluchtgeschwindigketi der Erde (Geschwindigkeit um das Gravitationsfeld der Erde zu verlassen) Masse der Erde Radius der Erde Astronomische Einheit (Abstand zwishcen Erde und Sonne) Verdampfungswärme von Wasser Schmelzwärme von Wasser Zusammenfassung: Physik Inhaltsverzeichnis: Grundlagen.. Stromkreis....….... Bewegungslehre (Kinematik). Kräfte in der Physik Arbeit und Energie.......... Einfache Maschinen. Kreisbewegung-„Rotation".. Schwingungen...... Wellen........ Optik............. Schwerkraft und Astrophysik Wärmelehre Druck................ Radioaktivität.... OPatrick Seper 2 4 8 11 15 17 18 20 23 28 34 39 45 46 Grundlagen Naturwissenschaft ● Beobachtungen: o Messungen →Messwerte (Länge, Masse...) o Berechnung (Formel) o Ergebnis • Vorgänge erklären: O ● Zusammenhänge in Formeln SI-Einheiten ● heißen auch „Proportionen“/“Proportionalitäten" ● geben an, wie Größen voneinander abhängen ● ● ● Masse: [m] = 1kg (1 dm³ H₂O = 1kg) ● Stromstärke: [1] = 1A ● WIKITEK INOX TEMP 20°C Theorie: o gültige Theorie = Gesetz O zu jedem physikalischen Ergebnis (Größe) gibt es einen Zahlwert mit Einheit! 0 ■ 2 Messen mit Schublehre 1 beschreibt Naturvorgänge erlaubt Berechnungen Lichtstärke: [IL] = 1cd (Candela) Länge: [1] == 1m (der Zwanzigmillionste Teil des halben Erdumfangs) Zeit: [t] = 1s (entspricht dem 86400ten Teil eines Tages) Temperatur: [T] = 1K / 1°C (0 °C = 273 K) Stoffmenge: [n] = 1 mol (= 6*10²3 Teilchen) (Molmasse = relative Atommasse in Gramm) 1 mathematisches Modell + Formel OPatrick Seper 2 3 1 23 4 7 45 6 5 ¹6 ● 1/128 7 6 8 90 7 1/20 8 5 10 11 [1] = 1 A physikalische Zahlwert Einheit Größe 12 13 14 inch 15 16 17 cm LUT 1-Außenmessschenkelfür äußere Abmessungen von Objekten (2) - Innenmessschenkelfür innere Abmessungen von Objekten (3) - Tiefenmessungfür Tiefen von Objekten (4) - Hauptskale (cm) (5) - Hauptskale (inch) 6- Nonius (cm) 7 Nonius (inch) 8 - Feststelleinrichtungzum Arretieren des beweglichen Teils 3 genau Messen mit Nonius-Skala: zweite Kommastelle dort, wo sich die Striche beider Skalen genau decken. N Dichte: ● ● ● ● ● ● ● ● Quecksilber (Hg): Gold (Au): Iridium (Ir): Silber (Ag): Uran (U): Messmethoden von Längen ● ● Luft: Holz: Wasser: Lithium (Li): Aluminium (Al): Titan (Ti): Eisen (Fe): Blei (Pb): Kupfer (Cu): früher in: ● Yard (~1m) Zoll/inch (~ 2,54 cm) Fuß ● Meile heute: Meter (Vielfache/Bruchteile ● 0,001 g/cm³ = 1,2 kg/m³ 0,5 - 0,8 g/cm³ 1 g/cm³ = 1 kg/dm³ 0,7 g/cm³ 2,7 g/cm³ 4,7 g/cm³ 7,874 g/cm³ 11,3 g/cm³ 8,9 g/cm³ 13,5 g/cm³ 19,3 g/cm³ 22,6 g/cm³ 10,49 g/cm³ 19,16 g/cm³ Messgeräte: Lineal, Gliedermaßstab, Messrad, Maßband, Laserentfernungsmesser, Schublehre (für kleine Objekte) Messmethoden von Massen Balken-/Apothekerwaage (Wägegut und geeichtes Vergleichsgewicht) Federwaage (Belastungskraft und Längenzunahme direkt proportional) elektronische Waage (Sensorplättchen werden durch Belastung verformt → Wiederstand ändert sich → Wiederstandsänderung direkt proportional zu Belastungskraft Messmethoden von Zeit Uhren teilen die Zeit in gleichmäßige Intervalle (immer gleiche Zeitabstände) →Vielfache und Bruchteile von Sekunden alte Uhren: Sonnenuhr, Sanduhr, Kerzenuhr, Wasseruhr Mechanische Uhren: Pendeluhren (Pendel erzeugt Takt (Schwingung mit konstanter Frequenz)) moderne Uhren: o Drehfederpendel O Quarzkristall (f = 100.000 Hz) OPatrick Seper 3 O Je höher die Frequenz, desto genauer geht die Uhr Abkürzungsworte (Zehnerpotenzen-Vorsilben) oft aus altgriechischer Sprache Atomuhr (Cäsium Atom schwingt zwischen zwei Zuständen sehr schnell hin und her (f = ~9 GHz)) Dezimal 0,000 000 000 000 001 0,000 000 000 000 01 0,000 000 000 000 1 0,000 000 000 001 0,000 000 000 01 0,000 000 000 1 0.000 000 001 0,000 000 01 0,000 000 1 0,000 001 0,000 01 0,000 1 0,001 0,01 0,1 1 ● Stromkreis Potenz 10-15 Femto 10-14 10-13 10-12 1011 10-10 10.⁹ 10-8 10-7 10-8 10-5 10-4 10-³ 10-² 10-1 10⁰ wichtige Parameter: ● Spannung (U): Präfix Zeichen f Piko O U =R *I Stromstärke (1): OPatrick Seper Nano Mikro o physikalisch: - → + O technisch: + ➜ - Milli Zenti Dezi Eins р n P Stromquelle: gibt am - Pol Elektronen (e-) ab und nimmt sie am + Pol auf Stromrichtung: EVO m d Dezimal 1 10 100 1 000 10 000 100 000 1 000 000 10 000 000 100 000 000 1 000 000 000 10 000 000 000 100 000 000 000 1 000 000 000 000 10 000 000 000 000 100 000 000 000 000 1 000 000 000 000 000 10 000 000 000 000 000 100 000 000 000 000 000 1 000 000 000 000 000 000 Potenz Name Eins 10⁰ 10¹ Deka 10² Hekto 10³ Kilo 104 105 108 107 10⁰ 10⁹ 101⁰ 1011 10¹2 1013 1014 1015 1016 1017 1018 O Einheit: Volt (V) O anderes Wort: Potential - Differenz o je größer die Spannung zwischen Polen, desto größer der Energieunterschied Mega Giga O Stromstärke * Zeit = Ladungsmenge (I*T = Q) O Einheit: Amperesekunde (As) / Colomb (C) o kleinstmögliche Ladungsmenge: Ladung eines Elektrons (Elementarladung) qe = 1,6 * 10-1⁹ As (C) Tera Peta Exa Kürzel Schalter da h k Stromquelle + M G T P E Verbraucher O Einheit: Ampere (A) o gibt an, wie viele Elektronen pro Sekunde durch den Leiterquerschnitt fließen O 1 A = 6,25 Trillionen Elektronen/Sekunde (6,25*1018) ● Ladung (Q): 4 Wiederstand (R): Leitvermögen unterschiedlicher Stoffe: gute Leiter (hohe Leitfähigkeit): O Metalle O Einheit: Ohm (2) o gibt an, wie stark der Strom gebremst wird, bzw. wieviel Spannung verloren geht → Spannungsabfall Elektronen stoßen an Metall-Atome → Atome schwingen stärker + Energieverlust im Wiederstand → Erwärmung + Spannungsabfall Ag Silber ● O Salzlösungen, Säuren, Laugen ⇒→ Elektrolyte o Graphit (Kohlenstoff, weich) O Plasma (= hocherhitztes Gas (~5000°C) ⇒ ionisiert → enthält freie e-) nicht Leiter(Isolatoren): O O O O O O ● ● 70 1 Kontakte Halbleiter: Glas Holz Leitfähigkeit von Metallen (relative Leitfähigkeit): sehr gut Kunststoff Luft, Gase (falls nicht zu heiß) Keramik destilliertes Wasser O Silizium (Germanium) > ■ kalt: schlecht leitend heiß: besser leitend ■ Cu Kupfer Wiederstand einer Leitung: Abhängig von Länge und Dicke 56 1 Kabel in Haushalt Spannungsverlust gut AI Aluminium 30 Hochspannungsleitungen R ist direkt proportional zur Länge R ist indirekt proportional zur Querschnittsfläche (A) = Fe Eisen 10 Va R = = > Leitungswiederstand führt bei Stromfluss zu einem Spannungsverlust (AU) Spannung am Ende ist um den Spannungsverlust kleiner als am Anfang Ue - AU OPatrick Seper Hg Quecksilber 1 I K.A schlecht Ue = U₁ - R * I Ua - K...m/(2*m LO 5