Physikbegriffe

Kinematik

Durschnittsgeschw.

Die durchschnittliche Geschw. zwischen zwei Punkten [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] Erste Ableitung von s nach t

Momentangeschw.

Geschwindigkeit an einem bestimmten Ort

Beschleunigung

Änderung der Geschwindigkeit v innerhalb der Zeit [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] Erste Ableitung von v nach t

Gleichförmige Bewegung

Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

In gleichen Zeitabschnitten t werden gleiche Wegstücke s zurückgelegt

Gleichmässig beschleunigte Bewegung

Beschleunigung bleibt nach Betrag und Richtung konstant[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

Kreisbewegung

Bogenmass

B ist der Abschnitt auf dem Einheitskreis, der durch den Winkel bestimmt wird

Winkelgeschwindigkeit

Zeigt an, wie schnell der Radiusvektor den Mittelpunktswinkel überstreicht

Der Radiusvektor zeigt vom Mittelpunkt zu einem Punkt der Kreisbahn[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

Frequenz / Umlaufzeit

Umlaufzeit T ist die Zeit, die es für einen Umlauf braucht Die Frequenz ist der Kehrwert der Umlaufzeit

Bahngeschwindigkeit

Geschwindigkeit eines Punktes auf der Kreisbahn [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

Vektor mit immer gleichen Betrag aber verschiedener Richtung, senkrecht zum Radiusvektor

Radialbeschleunigung

Vektor senkrecht zum Radiusvektor [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

Zentripetalkraft

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Dynamik

Trägheitsprinzip

Ein sich selbst überlassener Körper bewegt sich ohne äussere Einwirkung geradlinig gleichförmig oder bleibt in Ruhe

Scheinkräfte

Treten nur in beschleunigten Bezugssystemen, nicht in Inertialsytemen auf.

Scheinkräfte erkennt man daran, dass es keine Gegenkräfte nach dem Reaktionsprinzip gibt.

Aktionsprinzip

Die Kraft F ist der Quotient aus der Impulsänderung p und der Zeit t in der diese Änderung erfolgt

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Reaktionsprinzip

Übt der Körper A durch irgendeine Wechselwirkung die Kraft Fa auf den Körper B aus (actio), so übt auch B auf A die Gegenkraft Fb aus (reactio), die entgegengesetzt glich der ersten Kraft ist.

Impulserhaltung

Die Summer der Impulse vor dem Stoss ist gleich der Summe der Impulse nach dem Stoss. In einem abgeschlossenen System ist die vektorielle Summe der Impulse konstant.

Energetik

Wirkungsgrad

Das Verhältnis von Nutzenergie zu aufgewendeter Energie Energieerhaltungssatz

In einem abgeschlossenen System ist die Summe der Energien konstant.

Stösse

Elastische: keine Verbindung nach dem Stoss [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] Unelastisch: Verbindung nach dem Stoss [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

Gravitation

Kepler'sche Gesetze

1.Planeten bewegen sich auf Ellipsen, in deren einem Brennpunkt die Sonne steht.
2.Der Leitstrahl eines Planeten zur Sonne überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen
3.Die Quadraten der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich wie die Kuben ihrer grossen Bahnhalbachsen. [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten] konstant

Starrer Körper

Drehmoment

Drehmoment M ist das Produkt aus der Kraft F und dem senkrechtem Abstand r ihrer Wirkungslinie von der Drehachse.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Hebelgesetz

An einem Hebel herrscht Gleichgewicht, wenn die Summe aller im Uhrzeigersinne wirkender Drehmomente gleich der Summe aller gegen den Uhrzeigersinn wirkender Drehmomente ist.

Trägheitsmomente

Die Konstante J=M/ heisst Trägheitsmoment des Körpers in bezug auf die betrachtete Achse.

Analog zur Trägheit bei der Translationsbewegung

Schwerpunkt

Der Punkt eines Körpers in dem die gesamte Masse vereinigt gedacht werden kann. Bei Unterstützung im Schwerpunkt bleibt der Körper im Gleichgewicht. Idealisierter Angriffspunkt für Kräfte

Wärmelehre

Temperatur

Physikalische Eigenschaft

Temperaturskalen wurden durch Definition festgelegt

Celsius-Temperatur

O°C = Temperatur des schmelzenden Eises

100°C = Temperatur des siedenden Wasserdampfs bei Normaldruck

Kelvin-Temperatur

0 K= absoluter Nullpunkt, es gibt keine Teilchenbewegung mehr 273.15 K = 0°C

Wärme

Energieform

Energie, die von einem Körper höherer Temperatur zu einem Körper tieferer Temperatur fliesst

Anomalie des Wassers

Wasser hat bei 4°C seine grösste Dichte

Das v(T) Diagramm von Wasser zeigt keine Gerade

Spezifische Wärmekapazität

Stoffeigenschaft

Ist gleich der Wärmemenge, die erforderlich ist um 1kg des Stoffes um 1 K zu erwärmen

Molare Wärmekapazität

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Mischkalorimetrie

Bei Mischversuchen ist die vom wärmeren Körper abgegebene Wärmemenge gleich der von dem kälteren Körper aufgenommenen Wärmemenge. Der Wärmeübergang dauert so lange, bis beide Körper die gleiche Temperatur haben

Schmelz- und Verdampfungswärme

Wärme, die aufgewendet werden muss bis ein Stoff schmilzt, bzw. die abgegeben wird, wenn ein Stoff erstarrt

Lf= Q/m

Stoffmenge

Ein System hat die Stoffmenge n= 1 mol, wenn aus ebenso vielen Teilchen besteht, wie Atome in 12 g des Kohlenstoffnuklids¹² C enthalten sind.

Isotherme

Eine Zustandsänderung ist isotherm, wenn die Temperatur dabei konstant bleibt. Isothermen sind die Kurven in Diagrammen bei solchen Prozessen

Isobare

Eine Zustandsänderung ist isobar, wenn dabei der Druck konstant bleibt Isobare ist der Graph dieser Funktion

Isochore

Volumen bleibt konstant

Isochore ist der Graph dieser Funktion

Stirling'scher Kreisprozess

Vier Schritte (Takte)

Isotherme Expansion

Isochore Abkühlung

Isotherme Kompression

Isochore Erwärmung

Wärmekraftmaschine

Maschine mit einem idealen Gas und z.B. nach St. Kp; langsam, damit Zustandsgleichung der Gase angewendet werden kann. Kraftmaschine, die Wärmeenergie in mechan. Energie umwandelt, z.B. Verbrennungsmotor, Dampfmaschine

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Wärmepumpe

Maschine zur Erzeugung von Wärme hoher Temperatur aus Wärme niedriger Temperatur, meistens Heizungsanlage

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Kältemaschine ( Kühlschrank )

Sozusagen eine umgekehrte Wärmepumpe, als Energiereservoir sieht man hier die entzogene Wärme der tieferen Temperatur T2 an.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Avogadrozahl

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Gaskonstante

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Spezifische Wärmekapazität von Wasser

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Solarkonstante

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Elektrostatik

Positiv geladen

Elektronenmangel Negativ geladen

Elektronenüberschuss

Elementarladung

Betrag der Ladung eines Elektrons e=1.602 · 10^-19

Gequantelte Grösse, d.h. es treten nur ganzzahlige Vielfache dieser Zahl auf

Influenz

Influenz ist die Trennung der Ladungen eines leitenden Körpers unter dem Einfluss der von einer äusseren Landung ausgeübten elektrischen Kraft.

Wenn ein geladener Körper in die Nähe eines neutralen Körpers gebracht wird, so teilt sich die Ladung in diesem auf und die entgegengesetzte geht zum geladenen Körper.

Elektrische Feldstärke

Ist ein Wert mit dem sich das Feld in einem bestimmten Punkt bestimmen lässt.

Die elektrische Feldstärke an einem Ort des Feldes ist der Quotient aus der Kraft F, die ein geladener Körper im betrachteten Feldpunkt erfährt, und seiner positiven Ladung q.

Homogenes Feld

In einem homogenen Feld sind die Richtung und der Betrag von E überall gleich. Es entsteht beispielsweise zwischen zwei Platten von einem Plattenkondensator.

Potential

Wert zur Beschreibung des elektrischen Feldes; skalare Grösse

Das elektrische Potential eines Punktes (in Bezug zu P0) im E-Feld ist der

Quotient aus der potentiellen Energie einer Probeladung in diesem Pkt und der

Ladung selber.

Äquipotentialfläche= Fläche mit überall gleichem Potential

Spannung

Die elektrische Spannung U zwischen zwei punkten p1 und p2 ist gleich der Differenz ihrer Potentiale.

Unabhängig von Wahl des Bezugpunktes

Lässt sich mit Spannungsmessgerät messen Dielektrizitätszahl

Stoffkonstante

Ein Dielektrikum ist ein Stoff, den man zwischen zwei Platten eines

Kondensator einfügt und so seine Kapazität um den Faktor r erhöht. r nennt man Dielektrizitätszahl.

Gleichstrom

Ohmscher Widerstand

Ein Widerstand der unter normalen Verhältnissen konstant bleibt nennt man einen ohmschen Widerstand.

Nichtohmscher Widerstand

Ein nichtohmscher Widerstand ist von äusseren umständen wie Temperatur... abhängig. Er nimmt mit steigender Stromstärke zu.

Quellenspannung und Innenwiderstand

Jede Stromquelle hat selber einen Innenwiderstand Ri, somit wird an der Klemme nur noch ein Bruchteil der realen Quellenspannung U0, die Klemmenspannung U, abgenommen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Maschenregel

Die Summe der Spannungen in einer Masche ist gleich null. Beweis Energieerhaltung

Knotenregel

An jedem Knoten eines Netzwerks ist die Summe der Stromstärken null. Halbleiterdiode

p-Leiter: positive Leiter, Einbau von 3-wertigen Fremdatomen (Akzeptoren)

n-Leiter: negative Leiter, Einbau von 5-wertigen Fa (Donatoren)

pn-Übergang Stromfluss in Richtung p-Leiter zu n-Leiter

Magnetismus

Magnetfeld

Die Feldlinien eines Magnets sind geschlossene Kurven, von denen jeweils ein Teil ausserhalb und ein Teil innerhalb des Eisens verläuft.

Ausserhalb des Eisen verlaufen die magnetischen Feldlinien vom Nordpol zum Südpol und innerhalb des Eisens vom Südpol zum Nordpol.

Erdmagnetfeld

Geographischer Nordpol = magnetischer Südpol und umgekehrt Deklination = Abweichung der Magnetnadel von der Vertikalen Inklination = Abweichung von der Horizontalen

Remanenz

Restmagnetisierung in einem Eisenkern nach ausschalten des E-Feldes Hohe Remanenz : Magnetisch hart

Herstellung von Permanentmagneten

Kleine Remanenz : Magnetisch weich

Transformatoren (kleine Energieverluste)

Lenz'sche Regel

Die Induzierte Spannung erzeugt in einer geschlossenen Schleife einen

Induktionsstrom, der so gerichtet ist, dass er den ihn erzeugenden Vorgang zu hemmen versucht.

Induktionsgesetz

Ändert sich der Fluss durch eine Leiterschleife mit N Windungen, so wird eine Spannung Uind induziert.

Magentische Feldkonstante

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Wechselstrom

Effektivwert von Spannung und Strom

Wert den die Wechselstrommessgeräte anzeigen

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Transformator

Transformatoren haben zwei Spulen, die auf einem geschlossenen Eisenkern angebracht sind. An der Primärspule wird eine Wechselspannung angebracht, an der Sekundärspule wird die transformierte Spannung abgegriffen.

Unbelastet, d.h. an der Ssp ist nichts angeschlossen :

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Belastet, d.h. an der Ssp ist eine Lampe o.ä. angeschlossen:

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Elektrischer Schwingkreis

Ein Kreis aus Kondensator und Spule heisst elektrischer Schwingkreis, da in ihm elektrische Schwingungen stattfinden können.

Im e s finden periodische Umwandlungen von elektrischer und magnetischer Feldenergie statt.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Energieübertragung mit Wechselstrom

Schwingungen

Gedämpfte Schwingung

Schwingung, deren Amplitude mit der Zeit abnimmt. Sie gibt Energie an die Umgebung ab.

Dämpfung i.A. immer durch Luft, sonst auch Wasser... [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

Erzwungene Schwingung

Eine Schwingung, der eine konstante Energie zugeführt wird.

Resonanz

Wenn eine erz. Sc. bei einer bestimmten Erregungsfrequenz eine besonders grosse Amplitude aufweist, heisst dies Resonanz. Die Erf. heisst Resonanzfrequenz und stimmt in etwa mit der Eigenfrequenz überein.

Die Phasendifferenz beträgt dann [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

Gekoppelte Schwingung

Wenn zwei Schwinger miteinander verbunden sind kann man folgendes beobachten: Die Amplitude des einen Sc. nimmt ständig ab und die des anderen zu, bis es zu einem Phasensprung kommt und das andere Pendel nun seine Energie wieder an das erste zurück gibt usw.

Wellen

Transversalwellen

Auslenkung senkrecht zur Ausbreitungsrichtung, z.B. Seilwelle

Longitudialwellen

Auslenkung parallel zur Ausbreitungsrichtung, z.B. Spiralfeder, Schallwellen

Harmonische Welle

Eine harmonische Welle entsteht durch eine harmonische (d.h. sinusförmige) Störung

Wellenzahl

Analog zu bei dem Zeitbild, [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

Dopplereffekt

Ruhender Beobachter

[Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

ruhende Quelle [Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten]

Nähern sich ein Sender und ein Empfänger, so nimmt der Empfänger eine höhere

Frequenz wahr, als der Sender ausstrahlt. Entfernen sie sich voneinander, so verringert sich die Frequenz für den Empfänger.

Prinzip von Huygens

Jeder Punkt einer Wellenfront kann als Ausgangspunkt von Elementarwellen angesehen werden, die sich mit gleicher Phasengeschwindigkeit und Frequenz wie die ursprüngliche Welle ausbreiten. Die einhüllende aller Elementarwellen ergibt die neue Wellenfront.

Reflexion

Einfallswinkel gleich Ausfallswinkel Brechung

Treten Wellen aus einem einheitlichen Medium in ein anderes, so besitzen die Wellennormalen der einfallenden und der gebrochenen Welle verschiedene Richtungen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

dicht zu dünn = vom Lot weg

dünn zu dick = zum Lot hin Schallgeschwindigkeit in Luft

340 m/s

Lichtgeschwindigkeit

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Akustik

Tonhöhe

Intervall zwischen zwei Tönen ist durch das Frequenzverhältnis bestimmt Frequenz der Schallwelle bestimmt die Tonhöhe

Schallpegel

Fechner'sches Gesetz; logarithmische Beziehung zwischen Schallintensität und subjektiver Lautstärkeempfindung.

Schallpegel L= 10 · lg (J/Jo)

Stehende Wellen

Eine Welle mit örtlich fest stehenden Knoten und Bäuchen nennt man stehende Wellen.

Kein Energietransport; nur bei bestimmten Frequenzen

Grundton

Der einfachste Ton, der bei einer Anordnung zustande kommen kann, Obertöne sind immer ,,Unterteilungen", sie sind proportional zum Grundton

Frequenzspektrum

20 Hz bis 20 kHz, d.h. rund 10 Oktaven Oktave

2 :1

Quinte

3 :2

Quarte

4 :3