Physikalische Formeln und Konstanten
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Physikalische Formeln und Konstanten Mechanik gleichförmige Bewegung gleichmäßig beschleunigte Bewegung s(t) = s0 + v ⋅ t Beschleunigungsweg Bremsweg v 2 − v 02 s= 1 2a r r F = m⋅a m g = 9,81 2 s 1 FL = c w ρAv 2 2 Grundgleichung der Mechanik Erdbeschleunigung Luftwiderstandskraft Hubarbeit / Lageenergie (potentielle Energie) Beschleunigungsarbeit kinetische Energie Spannarbeit Spannenergie ( F = D ⋅ s ) Impulsänderung Kraftstoß v(t) = v 0 + a ⋅ t , s(t) = s0 + v 0 ⋅ t + a 2 ⋅t 2 W = m⋅g⋅h m 2 ⋅v 2 D W = ⋅ s2 2 W= ∆p = m ⋅ ∆v = F ⋅ ∆ t harmonische Schwingung 1 2π v 2πr , ω= = 2πf = , v = = 2πrf = ωr T T r T v2 mv 2 = rω2 , FZ = = mrω2 aZ = r r s(t) = sˆ ⋅ sin(ωt + ϕ0 ) , x(t) = xˆ ⋅ sin(ωt + ϕ0 ) , ... Federpendel ( F = −D ⋅ s ) ω= D 1 D m , f= , T = 2π , m 2π m D x x ( F = −mg ⋅ sin( ) ≈ −mg ⋅ ) l l ω= g 1 g l , f= , T = 2π , l 2π l g U-Rohr (A: Querschnittsfläche, l: Länge der Flüssigkeitssäule) ω= 2Aρg 2g 1 2g l = , f= , T = 2π m l 2π l 2g Reagenzglas, das in einer Flüssigkeit schwimmt ω= Aρg 1 Aρg m , f= , T = 2π m A ρg 2π m Ausbreitung von Wellen c = λf Wellengleichung x 2πx t x s(x,t) = sˆ ⋅ sin[ω(t − )] = sˆ ⋅ sin(ωt − ) = sˆ ⋅ sin[2π( − )] c T λ λ gleichförmige Kreisbewegung Zentripetalbeschleunigung Zentripetalkraft f= Fadenpendel Elektrizitätslehre elektrische Arbeit elektrische Energie W = U⋅Q = U⋅I⋅t elektrische Feldstärke E= elektrische Feldkonstante ε0 = 8,85419 ⋅ 10 −12 homogenes elektrisches Feld (Plattenkondensator) Coulomb-Feld (Punktladung Q) Kapazität des Plattenkondensators Energie des elektrischen Feldes eines Kondensators Energiedichte des elektrischen Feldes magnetische Feldstärke (Kraft auf Leiter) Lorentzkraft magnetische Feldkonstante magnetische Feldstärke in einer langen Spule magnetische Feldstärke um einen langen Leiter Induktionsgesetz Selbstinduktion Induktivität einer langen Spule Energie des Magnetfeldes einer Spule Energiedichte des Magnetfeldes F q C Vm U σ = d ε 0 εr 1 Q ⋅ 2 E= 4πε0 εr r Q A C = = ε 0 εr ⋅ U d 1 Wel = CU2 2 1 ρel = ε0εrE2 2 r r r F r r , F = l⋅ I ×B B= l ⋅ I ⋅ sin[ϕ(I;B)] r r r r r F = q ⋅ v ⋅ B ⋅ sin[ϕ(v;B)] , F = q ⋅ v × B Tm H µ0 = 1,25664 ⋅ 10 −6 = 4 π ⋅ 10 −7 A m n B = µoµrI ⋅ l µ µI B= o r 2πr & = −n dΦ = −n d(BA) = −n(A dB + B dA ) Uind = −nΦ dt dt dt dt dI Uind = −LI& = −L dt A L = µ0µrn2 l 1 Wmagn = LI2 2 B2 ρmagn = 2µ0µr E= Û Î Effektivwerte von Wechselspannung und Wechselstrom U := Ueff = kapazitiver Blindwiderstand induktiver Blindwiderstand 1 , XL = ωL ωC U 1 2 Z = = R 2 + (ωL − ) ωC I 1 ⎞ ⎛ ϕ > 0 : I(t) hinkt U(t) nach! ⎜ ωL − ωC ⎟ ϕ = arctan ⎜ ⎟ R ⎜⎜ ⎟⎟ ϕ < 0 : I(t) eilt U(t) voraus! ⎝ ⎠ P = U ⋅ I ⋅ cos(ϕ) = R ⋅ I2 1 f0 = 2π LC Scheinwiderstand (Reihenschaltung - Siebkette) Phasenverschiebung (Reihenschaltung - Siebkette) Wirkleistung Resonanzfrequenz von Siebkette und Sperrkreis XC = 2 , I := Ieff = 2
