Formelsammlung – Fachschule für Elektrotechnik

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Formelsammlung – Fachschule für Elektrotechnik
Teilgebiet – Physik  s.a. extra Seite Homepage
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Physik macht Spaß
Munz
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1
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Volumen:
V
d ² 
h
4
in m³
Fläche :
A
d ² 
4
in m²
Durchmesser:
d
Kraft :
A  r ² 
A 4

d
V 4
 h
F  ma F  m g
in N 
kg  m
s²
Geschwindigkeit:
v
s
t
in
m
km
m
 3,6 
 3,6 
s
h
s
Beschleunigung
a
v
t
in
m
s²
Masse:
Arbeit:
Reibungsarbeit:
m V  
W  F s
WH  FG  h
Lageenergie:
W pot  FG  h
1
1
WSp   Fmax  l   D  l ²
2
2
Leistung:
P
Wirkungsgrad:
 kg 
 dm³ 
kg  m²
s²
1
WKin   m  v ²
2
Spannarbeit:
Federkonstante:
in Nm 
m
V
WR  FR  s
Hubarbeit:
Bewegungsenergie:
in kg ;  =Dichte
W F s

 F v
t
t
D

in W 
J Nm

s
s
F
1
1
1


in Reihe
parallel DG  D1  D2
DG D1 D2
l
W AB
 ges  1  2
WZU
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in
N N
/
m cm
 = immer kleiner als 1
2
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M  F  l am Hebel
Drehmoment:
Übersetzungsverhältnis: i 
PE 
Druck:
M
L
 M R
F1 r2

F2 r1
F
 Falls gegeben
A( )
1Pa 
1mbar 
n
Umdrehungszahl:
1N
10 N
; 1bar 
; 105 Pa  1bar
m²
cm ²
10² N
 100 Pa
m²
v
s d   N
v 
 d   n
d 
t
t
v=Umlaufgeschwindigkeit
:n=Drehfrequenz
FR  FN  
Reibung:
nur wenn das Objekt senkrecht auf dem Boden steht
FN  FG ; Normalkraft = Gewichtskraft und
FR  FZ ; Reibungskraft = Zugkraft
Schiefe Ebene:
ohne Reibung FZ  l  FG  h
Mit Reibung FH  s  FG  h
FZ  FH  FR
FH
cos  
sin  
tan 
FZ
FN
Ankathete

FG Hypotenuse
FH Gegenkathete

FG
Hypotenuse
FH Gegenkathete

FN
Ankathete
Hypotenuse
Gegenkathete
Ankathete
FG
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FN
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Auflagekräfte:
F
l1
l2
A
B
FA
um Punkt A:
FB 
F  l1
l1  l2
um Punkt B:
FA 
F  l2
l1  l2
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FB
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Druck
p
Allgemein:
Schwere Druck:
10 N
1N
N
kg  m
1bar 
1PA  2 105 Pa  1bar
 2
2
2
2
cm
m
cm
s  cm
2
m
V
d 
m
AKreis 
FG  V    g FG  m  g g  9.81 2 A 
V
4
h

S
p   r h
F
A
p    g  h in
pdyn 
Dynamische Druck:

 v2
2
FBoden  A    hg  g
Bodendruckkraft:
immer mit der gesamten Höhe
Fg  V    g
Gewichtskraft:
FSeite  A    hMittelpunkt  g
Seitendruckkraft (=Mittelwert):
b  h3
I
e  hMittel  Druckmittelpunkt I 
A  hMitte
12
F
p1  1  h1    g Fa  A  h1  h2    g
A1
e
Druckmittelpunkt:
Auftrieb:
Auftrieb ist gleich der verbleibenden Restgewichtskraft des Körpers im Wasser
oder FG des verdrängten Wassers.
im geschlossenen System:
p1  p2 
F1 F2

A1 A2
F1  F2  p1  A1  p2  A2
im offenen System:
Luftdruck:
Gesamt Druck = Überdruck:
pamb  1,013bar
pG  pst  pdyn
pdyn :Dynamischer Druck = Druck der strömenden Flüssigkeit aus Wkin .
p st
Je größer die Geschwindigkeit desto größer der Druck
:Statischer Druck
= Druck der stehenden Flüssigkeit aus
Gesamt Höhe:
W pot
hG  hst  hdyn
hst 
Pst
g
hdyn 
v2
: Geschwindigkeitshöhe
2 g
: statische Höhe
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Druckhöhengleichung:
Statische Höhe:
hSt 
Geodätische Höhe:
h
Geschwindigkeitshöhe:
2
p1
v
p
v
 h1  1  2  h2  2
g
2 g   g
2 g
p
g
hd yn 
v2
2 g
Strömung:
Q  v A Q V
Volumenstrom:
v
Strömungsgeschwindigkeit:
2

  pdyn  pst  v  2  g  hdyn  hst 
p1    g  h1 
Bernoulli:
h1  h2  p1 
Auf einer Ebene:
Die Summe aus statischem Druck
und dynamischem Druck
cm 3
in
s
V
Q
t


2

2
 v1  p2 
2

2
 v2

2
 v1  p2    g  h2 
2

2
 v2
2
2
p , Schweredruck   g  h
 v 2 ist an jeder Stelle einer Stromlinie
konstant.
2
2
Druckhöhengleichung:
p1
v
p
v
 h1  1  2  h2  2
g
2 g   g
2 g
Druckgleichgewicht:
pamp  p2  h0    g
Strömungswiderstand:
Fw  cw 
Dynamischer Auftrieb:
Fa  c A 
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
2

2
 v2  A
c w = Widerstandsbeiwert
 v2  A
c A = Auftriebsbeiwert
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P  cw 
mech. Leistung

2
 v3  A
p1 V1 p2 V2

T1
T2
allgemeine Gasgleichung:
 Nm 
 s 
in
Temperatur kann T oder t sein, nicht mit der Zeit verwechseln
Der Umgebungsdruck wirkt dem Arbeitsdruck entgegen
Q  c  m   Q  W  U  I  t
Wärmeenergie:
1. QEis Wasser
2. QSchmelz
 c  m  
 qs  m
3. QWasserDampf
4. QVerdampf
c =spez. Wärmekapazität
q s  335
kJ
spez. Schmelzwärme
kg
 c  m
 r m
Längenzunahme:
r  2260
kJ
spez. Verdampfungswärme
kg
l  lo   
m 
Mischregel:
Volumenausdehnung:
1 V1  c1 1   2 V2  c2 2
 2 V2  c2  1 V1  c1
m 
Bei gleicher Stoffart:
Bei gleicher Stoffart und Masse:
Q
Wärmeleitung:
m 
V  V0    
c = spez. Wärmekapazität
m1 1  m2 2
m1  m2
1  2
2
  A  W 1  W 2   t

in
Ws  J 
A  durchströmte Fläche
  Wanddicke
  Temperaturkoeffizient
Q  Wärmeenergie
Q   Wärmestrom
an jeder Stelle im System gleich
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Q 
Q
t
in
Ws

 s  W 
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Wärmeübergang:
Q     A     1  W 1   Wärmeübergangszahl
Wärmedurchgang:
Q   k  A   k 
1
 1
 
1
 2
1
  Fluid1  Fluid 2
´
1
T
Fadenpendel:
T  2  
l
g
f 
Federpendel:
T  2  
m
D
D
Kreisfrequenz:

l m

g D
F m g

l
l
2 
T
Weg-Zeit-Gesetz:
s  sˆ  sin  t 
Geschwindigkeit-Zeit-Gesetz:
v  sˆ    cos  t 
Taschenrechner auf RAD
Taschenrechner auf RAD
Elongation ist der Weg s (die Auslenkung von der Ruhelage) zu einer bestimmten Zeit t
Physikalisches Pendel:
T0  2   
lred
I
I  Is  m  a2
lred 
g
ma
S  Schwerpunkt
M  Schwingungsmittelpunkt
a  Abstand zwischen S und Drehpunkt A
lred  reduzierte Pendellänge
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I  Trägheitsmoment
I s  Eigenträgheitsmoment (experimentell bestimmbar)
T  2  
Flüssigkeitsschwingung:
l
2 g
Wenn der Höhenunterschied zwischen beiden Oberflächen
dann gilt für die Rückstellkraft
FR  2h  A    g
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T  2  
l  A 
2 A   g
2h beträgt,
m  l  A 
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