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
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