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Physik

By Joanne Stevens,2014-06-02 20:47
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Physik

Physik Größen Formelsammlung.doc GG 220197

Größe Variable Einheit Gleichung Bemerkungen

mö 1999

    Physik Formelsammlung 1 Formelsammlung.doc GG 02.06.12

    Größe VariaEinheit Gleichung Bemerkungen

    ble Länge 1 Meter = 1m - Urmeter (in Sèvre bei Paris) l 1 650 763,73 Wellenlängen des orangen Lichts einer Kryptonlampe Strecke s 22Die Umrechnungszahl für die Länge ist 100. Fläche 1 m = 100 dm Rechteckfläche A Kommaverschiebung um 2 Stellen A = LängeBreite

    A = ab

    33Die Umrechnungszahl für das Volumen ist 1000. Volumen 1 m = 1000 dm Quadervolumen V Kommaverschiebung um 3 Stellen V = abc 31dm = 1 Liter

    Masse 1 kg Urkilogramm in Sèvre bei Paris m Platin - Iridium - Zylinder;

    1889 hergestellt Zeit 1 Sekunde = 1s - 86 400te Teil des Sonnentages t 9 192 631 770 fache Perioden - 133dauer der Strahlung von Cs Frequenz 1 Hertz = 1 Hz = n = Anzahl der Schwingungen f n f = t = Zeit für diese Schwingungen 1 t 1 s Zeit für eine Hin - und Herschwingung Periodendauer 1 s tT Tn

    Amplitude 1 m Auslenkung aus der Ruhelage s

    oder

    a

    Geschwindigkeit 1m/s = 3,6km/h sv vt

    Wenn ein Körper mit der Masse 1kg durch die Kraft 1 Newton = 1N F Kraft 1N beschleunigt wird, dann wird er in jeder Sekunde um 1m/s schneller. Gewichtskraft G Der Ortfaktor hängt davon ab, wo man sich auf Ortsfaktor 1N/kg g G der Erde oder einem anderen Planeten befindet. g = Er gibt an, mit welcher Kraft eine Masse von 1kg m zum Mittelpunkt des Planeten hingezogen wird.

    33Dichte 1 g/cm = 1 kg/dm 3m =1t/m = V

    Federhärte 1 N/m oder auch D F 1 N/cm D = s

    Reibungszahl ohne Einheit, eine R = Reibungskraft f R einfache Zahl f = N = Normalkraft (diejenige Kraft, mit der der

    N Körper gegen die Unterlage gedrückt wird). Arbeit 1 Nm = 1 Joule = 1J = Kraft in Wegrichtung FsW = 1Ws s = Weg, der zurückgelegt wird W = F s s

    Leistung 1 J/s = 1Watt = 1W WP pt

    spez. W = cmJkJc Wärmekapazität gkkgK

    Schmelzwärme = Erstarrungswärme spez. W = sm s Schmelzwärme jkJ Verdampfungswärme = Kondensationswärme; spez. W = rm gkGr Verdampfungsw.

     mö 1999

Formelsammlung 2: Kinematik, Elektrizitätslehre , Dynamik

    Formelsammlung.doc

    Größe VariaEinheit Gleichung Bemerkungen

    ble 0 Ladungsmenge 1 Coulomb =1C 0,19cm3 Knallgas bei 20C und 1 Q bar Druck

    (Oberstufe: Zwei 1m - Stücke zweier Leiter im Stromstärke 1 Ampere = 1A QI Abstand 1m werden von einem Strom der Stärke 1A I- 7 durchflossen, wenn sie die Kraft 210N aufeinander tausüben

    Arbeit 1 Nm = 1 Joule = = Kraft in Wegrichtung FsW 1J = 1Ws s = Weg, der zurückgelegt wird W = F s s

    Leistung 1 J/s = 1Watt = WP p1W t

    Potential 1 Volt =1V = Die Fähigkeit einer Ladung Energie 1 Joule pro abzugeben.

    Coulomb =1J/C Nullpunkt zuerst festlegen Spannung 1 Volt =1 J/C Spannung = Potentialdifferenz U

    Widerstand 1 Ohm R = U / I R =1=1V/A

    Geschwindigkeit 1m/s = 3,6km/h s v v(mittlere) t

    Momentan - 1m/s=3,6km/h gilt bei allen Bewegungen limsv vgeschwindigkeit t0t

    Beschleunigung bei konstanter Beschleunigung v 2 a =1m/s ta

     v - t - Gesetz Anfangsgeschwindigkeit v v(t)= v +a t00

    s - t Gesetz bei gleichförmiger Bewegung s(t) = so + vt

    bei konstant beschleunigter 12 stsat();;0Bewegung 2

     waagerechter Wurf

     senkrechter Wurf nach oben

     schiefer Wurf unter dem Winkel gegenüber der Horizontalen

     Drehbewegung

     Newtonsche Gesetze

     Zentripetalkraft

     Keplersche Gesetze

     mö 1999

Formelsammlung : Aufgaben Seite 1

    Formelsammlung.doc Aufgabe 1

    Schüler lassen das Pendel hin - und herschwingen. Sie zählen von 1 bis 129. Immer wenn das Pendel in Ruhe ist zählen sie eins weiter. Sie messen die gesamte Zeit t (6,4 Sekunden).

a) Wie lang dauert eine Periode?

    b) Wie groß ist die Frequenz f?

    c) Stimmt die Gleichung T=1/f ?

    d) Zeichne die Amplitude a der Schwingung ein.

     Wie ändert sich deiner Meinung nach die Frequenz, wenn man die Amplitude erhöht?

     Aufgabe 2

    Das nebenstehende Rohr der Masse m = 250 g mit den Maßen H = 12 cm und B = 6 cm hat eine Querschnittsfläche 2 von A = 1,2 cm.

     a) In den linken Schenkel werden V = 10 cm3 Wasser w

    eingefüllt. Wie hoch steht das Wasser in den Schenkeln? H

b) Welche Höhen ergeben sich, wenn man statt Wasser 3 V= 10 cm Öl der Dichte = 0,8 einfüllt? ö

    c) Wie groß ist die Gewichtskraft des Rohres, wenn es mit Wasser ( mit Öl ) gefüllt ist?

     B d) Wir schütten nun in das linke Rohr das Wasser und in das rechte Rohr das Öl. Wie hoch stehen nun die

    Flüssigkeiten?

     Aufgabe 3

    Gegeben sind drei Schraubenfedern die sich bei Verlängerung mit F = 12 N um s = 20cm dehnen.

a) Berechne die Federhärte.

    Man kann die Federn nun untereinander oder nebeneinander aufhängen und durch ein 1 kg - Stück belasten. Es müssen nicht alle Federn bei jedem Versuch benutzt werden.

    b) Wie viele verschieden Auslenkungen kann man erhalten? Wie groß sind sie jeweils?

c) Wie groß ist die Federkonstante wenn man zwei Federn „gegeneinander wirken“ lässt?

    D D 12

     mö 1999

    Formelsammlung : Aufgaben Seite 2 Formelsammlung.doc

     Aufgabe 4

    Ein Schüler der Masse m = 55 kg sitzt auf einer Decke und wird über eine Bank gezogen, die auf dem ebenen

    Boden steht. Zum Anziehen ist eine Kraft von F = 385 N notwendig, um ihn gleichförmig weiterzuziehen H

    reichen schon F= 275 N. gl

    a) Wie groß ist Haftreibungszahl ( ? Wie groß die H

    Gleitreibungszahl (? gl

    b) Die Bank wird nun angehoben. Bei welchem Winkel zum Boden beginnt der Schüler auf der Decke zu rutschen?

    c) Bis zu welchem Winkel darf man die Bank absenken, ohne dass der Schüler weiter beschleunigt oder langsamer wird?

     Aufgabe 5

    Der Radius des Typenrades

    beträgt r = 3,8 cm. Es sind 95

    Zeichen und eine Nullmarkierung

    enthalten. Soll ein Zeichen

    gedruckt werden wird das Rad in

    die richtige Stellung gebracht, dann

    schlägt ein Magnetanker (kleiner

    Hammer) von hinten gegen den

    Buchstaben. Die Farbe aus dem

    Farbband wird auf das Papier

    übertragen.

    a) Um welchen Winkel (im Gradmaß und im Bogenmaß) muss sich die Scheibe drehen, um ein Zeichen weiterzuschalten? Typenrad eines Druckers

    b) Wie groß muss die Winkelgeschwindigkeit sein, damit das Umschalten von einem Zeichen zum anderen

    höchstens 50 ms lang benötigt?

     Mit welcher Geschwindigkeit bewegen sich dann (die äußeren Kanten) die Zeichen?

c) Warum lässt man das Rad nicht mit hoher Geschwindigkeit rotieren und schlägt dann, wenn sich das

    richtige Zeichen unter dem Hammer befindet, kurz zu?

     mö 1999

Das Einheiten - System nach den SI (systèm international) Einheiten

Länge

    1889 wurde der Meter als der Abstand zweier eingeritzter Linien auf einem Platin-Iridium-Stab von X-förmigem Querschnitt definiert. Die elfte Generalkonferenz für Maße und Gewichte von 1960 definierte den Meter neu als das 1 650 763,73fache der Vakuumwellenlänge des orangefarbenen

    Lichtes, das vom Kryptonisotop Kr 86 ausgestrahlt wird. 1983 wurde die Einheit noch einmal neu definiert. Sie bezeichnet nun die Strecke, die das Licht im Vakuum in einem Zeitintervall von 1/300 000 Sekunde durchläuft.

Masse

    Als das metrische System eingeführt wurde, war das Kilogramm definiert als die Masse von

    1 Kubikdezimeter reinem Wasser bei der Temperatur seiner maximalen Dichte (4,0 ?C). Ein

    Platinzylinder wurde so hergestellt, daß seine Masse genau dieser Menge Wasser unter den beschriebenen Bedingungen entsprach. Später wurde entdeckt, daß es nicht möglich war, eine Wassermenge bereitzustellen, die so rein und so stabil war, wie gefordert wurde. Daher wurde der Platinzylinder, der 1889 durch einen Platin-Iridium-Zylinder mit gleicher Masse ersetzt wurde, zum Standard für die Masse. Heute dient dieser Zylinder immer noch als internationales Kilogramm. Das SI-Kilogramm ist definiert als die Masse dieses internationalen Prototypen des Kilogramms.

Zeit

    Über Jahrhunderte hinweg wurde Zeit weltweit auf der Grundlage der Erdumdrehung gemessen.

    Die Sekunde, die Grundeinheit der Zeit, wurde als 1/86400 eines mittleren Solartages bzw. einer

    vollständigen Umdrehung der Erde um ihre Achse in Bezug zur Sonne definiert. Wissenschaftler entdeckten jedoch, daß die Erdrotation nicht konstant genug war, um als Grundlage für den Zeitstandard zu dienen. Daher wurde 1967 die Sekunde neu definiert. Sie ist das 9 192 631 770fache der Periodendauer der Strahlung, die dem Übergang zwischen den beiden

    133Hyperfeinstrukturniveaus des Grundzustands von Atomen des Nuklids Cs entspricht.

     mö 1999

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