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zsmfassung 1.&3. sem. Physik, Gravitation, Kräfte, Magnete, elektrisches Feld
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Joelina Grassow
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11/12/13
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Zusammenfassung des 1. und 3. Semester in Physik
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GRAVITATION Definition: Anziehungskraft zwischen Massen, besonders die in Richtung auf den Erdmittelpunkt wirkende Anziehungskraft der Erde. KEPLERS CHEN GESETZE 1. Die Planeten bewegen sich auf elliptischen Bahnen. In einem gemeinsamen Brennpunkt steht die Sonne Die Geschwindigkeit der Planeten auf ihrer Bahn ist nicht konstant, auf den Ellipsen ist sie in Sonnennähe am größten. 2. Die Verbindungsstrecke zwischen Sonne - Planet überstreicht in gleichen Zeitspannen Flächen mit gleichem Flächeninhalt Besagt, dass sich die Erde in Sonnenähe, wenn bei uns auf der Nordhalbkugel Winter ist, schneller als im Sommer, bei Sonnenferne, bewegt. Ta T₂ 2 3. Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich wie die dritten Potenzen der großen Halbachsen der Planetenbahnen. 3 =9₁ T₂ 3 ал a Erde T² Erde 3 = аг a³ venus T³ venus .K At ... t1 t2 Aphel A1 T= Umlaufzeit a = Halbachse Sonne Die Keplerschengesetze gelten in allen Fällen in denen Himmelskörper sich um einen Zentralkörper bewegen Fahrstrahl k = konstante des Sonnensystems Loverschieden für Zentralkörper Erde A2 ⒸOSZBV 2013 t4 At t3 Perihel GRAVITATIONSGESETZ Zwei beliebige Körper mit den Massen M1 und M2 üben im Abstand r gleich große entgegengesetzt gerichtete Gravitationskraft aufeinander aus тл Gravitationsgesetz anwendung Far auf ruhenden Körper: Fa = Far r Körper K1 zieht K2 mit der Kraft F1 an, die gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet ist sie die Kraft F2, mit der K2 seinerseits K1 anzieht. Je kleiner der Abstand der Massen, desto größer ist die Gravitationskraft zwischen den Massen. ME mug = 8. 8. mu.me 1:MK GRAVITATIONSFELDER Radiales Feld / Inhomogenes Feld F₂ ME g=8. m/²/² [-_-_- K₂ m₂ Y.MK ME r² Far auf bewegenden Körper: Far Far = Fz r = Abstand der Mittelpunkte beider...
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Körper y = universelle Konstante F=y=m₁-m²2² uit².mk.r T² F1 mit => 8. mes = : F2 8=6,67.10° 21-w-l Die Anziehung von Körpern aufgrund ihrer Masse kann über Gravitationsfelder beschrieben werden. Dabei zeigen die sogenannten Feldlinien an, in welche Richtung die Gravitationskraft wirkt. V Erdoberfläche Homogenes Feld ·11 m³ kg.s² V V Radiales Feld / Inhomogenes Feld Feldlinien geben Richtung der Kraft an (zum zentral Körper hin) Je kleiner der Abstand der Feldlinien desto größer die Kraft Die gravitationsfeldstärke ist in der Nähe der Masse größer als in der Entfernung Fa₁ = 8 тл mz p² GRAVITATIONSFELDSTÄRKE / GRAVITATIONSBESCHLEUNIGUNG Inhomogenes Feld m 9² = 8·7²³² Gravitationsgesetz anwendung (g]= ·m Homogenes Feld Gibt an, wie groß die Gravitationskraft F auf einen Probekörper der Maße m im Gravitationsfeld ist 2 Erdoberfläche Parallele Feldlinien d.h. Far ist überall gleich groß 3 m³.kg m kg. s². S² V Gravitationsfeldstärke konstant Fq = m. g "Gravitationsfeldstarke homogenes Feld Fg m tos = FELDLINIEN - verdeutlicht Struktur im Gravitationsfeld - Anzahl der Feldlinien ist Maß für Masse des Körpers ( höhere Maße : mehr Feldlinien) - Richtung der Feldlinien gibt Richtung der Kraftwirkung auf Probekörper an - größere Anzahl an Feldlinien: größere Kraft ARBEIT IM GRAVITATIONSFELD / HUB - ARBEIT Es ist jedoch zu beachten, dass als Weg s dabei der Weg parallel zu den Feldlinien bezeichnet wird. Beim Verschieben eines Körpers entlang der Feldlinien wird also viel Arbeit verrichtet, beim Verschieben senkrecht zu den Feldlinien hingegen wird keine Arbeit verrichtet. * inhomogenes Feld W-Hub = y. m₁ · m₂ (² ₁ - 1/12) Anfangshahe Endhche (Abstand bei Ausgangs- Abstand bei Endposition) position) V V V V homogenes Feld W-Hub=m.g.h (FG.n) Positive Hubarbeit =am Körper wird Arbeit verrichtet Negative Hubarbeit = der Körper verrichtet selbst Arbeit POTENZIELLE ENERGIE (EPOT) Im Gravitationsfeld der Erde ist sie umso größer, je höher der Körper über der Erdoberfläche ist. Ar ri FG 12 = 00 AW inhomogenes Feld Bei einem inhomogenen Gravitationsfeld um einen Massepunkt herum, wird meist festgelegt, dass die potentielle Energie in unendlicher Entfernung von dem Massepunkt gleich 0 ist Epot = y. m₂. m₂. ^ KINETISCHE ENERGIE lEpot | Ege Evin = Ê· | Epot | Eges = Ekim + Epot Eges = 1/2 · Epot . h homogenes Feld pot des masse Epot = m.g.h ✓ F = AW=m.g.h Körpers FG /> Ortsfaktor g=Fa Erdbeschleunigung O. g= ᎪᎳ . hohe um die das Objekt angehdeen wird 25 -> Strecke? +2
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Körper y = universelle Konstante F=y=m₁-m²2² uit².mk.r T² F1 mit => 8. mes = : F2 8=6,67.10° 21-w-l Die Anziehung von Körpern aufgrund ihrer Masse kann über Gravitationsfelder beschrieben werden. Dabei zeigen die sogenannten Feldlinien an, in welche Richtung die Gravitationskraft wirkt. V Erdoberfläche Homogenes Feld ·11 m³ kg.s² V V Radiales Feld / Inhomogenes Feld Feldlinien geben Richtung der Kraft an (zum zentral Körper hin) Je kleiner der Abstand der Feldlinien desto größer die Kraft Die gravitationsfeldstärke ist in der Nähe der Masse größer als in der Entfernung Fa₁ = 8 тл mz p² GRAVITATIONSFELDSTÄRKE / GRAVITATIONSBESCHLEUNIGUNG Inhomogenes Feld m 9² = 8·7²³² Gravitationsgesetz anwendung (g]= ·m Homogenes Feld Gibt an, wie groß die Gravitationskraft F auf einen Probekörper der Maße m im Gravitationsfeld ist 2 Erdoberfläche Parallele Feldlinien d.h. Far ist überall gleich groß 3 m³.kg m kg. s². S² V Gravitationsfeldstärke konstant Fq = m. g "Gravitationsfeldstarke homogenes Feld Fg m tos = FELDLINIEN - verdeutlicht Struktur im Gravitationsfeld - Anzahl der Feldlinien ist Maß für Masse des Körpers ( höhere Maße : mehr Feldlinien) - Richtung der Feldlinien gibt Richtung der Kraftwirkung auf Probekörper an - größere Anzahl an Feldlinien: größere Kraft ARBEIT IM GRAVITATIONSFELD / HUB - ARBEIT Es ist jedoch zu beachten, dass als Weg s dabei der Weg parallel zu den Feldlinien bezeichnet wird. Beim Verschieben eines Körpers entlang der Feldlinien wird also viel Arbeit verrichtet, beim Verschieben senkrecht zu den Feldlinien hingegen wird keine Arbeit verrichtet. * inhomogenes Feld W-Hub = y. m₁ · m₂ (² ₁ - 1/12) Anfangshahe Endhche (Abstand bei Ausgangs- Abstand bei Endposition) position) V V V V homogenes Feld W-Hub=m.g.h (FG.n) Positive Hubarbeit =am Körper wird Arbeit verrichtet Negative Hubarbeit = der Körper verrichtet selbst Arbeit POTENZIELLE ENERGIE (EPOT) Im Gravitationsfeld der Erde ist sie umso größer, je höher der Körper über der Erdoberfläche ist. Ar ri FG 12 = 00 AW inhomogenes Feld Bei einem inhomogenen Gravitationsfeld um einen Massepunkt herum, wird meist festgelegt, dass die potentielle Energie in unendlicher Entfernung von dem Massepunkt gleich 0 ist Epot = y. m₂. m₂. ^ KINETISCHE ENERGIE lEpot | Ege Evin = Ê· | Epot | Eges = Ekim + Epot Eges = 1/2 · Epot . h homogenes Feld pot des masse Epot = m.g.h ✓ F = AW=m.g.h Körpers FG /> Ortsfaktor g=Fa Erdbeschleunigung O. g= ᎪᎳ . hohe um die das Objekt angehdeen wird 25 -> Strecke? +2