Formelsammlung - physik.fh
Werbung
WS 2013/2014 D.S. Formelsammlung Physik für Informatiker Allgemein Spezialfälle Kinematik Bahnkurve Geschwindigkeit Beschleunigung ~r = Z ~a = ~a0 = konst. ⇒ ~v dt d~r mit ~a bekannt ⇒ ~v = dt d~v d2~r ~a = bzw. ~a = 2 dt dt ~v = Z ~adt ~v = ~a0 t + ~v0 ⇒ 1 ~r = ~a0 t2 + ~v0 t + ~r0 2 Dynamik Impuls Kraft actio = reactio p~ = m~v ~ dp d F~ = = (m~v ) dt dt ~ ~ F12 = −F21 falls m = konst. ⇒ F~ = m~a Arbeit Energie Arbeit W = Z F~ d~s Potentielle Energie ∆Epot = − Kinetische Energie Ekin = Erot Z ∆Epot = mgh F~ d~s m 2 v 2 I = ω2 2 Schwingungen, Wellen Harmonische Schwingung ẍ + ω 2 x = 0 x(t) = x0 cos(ωt + ϕ0 ) 2π ω = 2πf = T Ebene harmonische Welle Phasengeschwindigkeit y(x, t) = y0 cos(ωt + kx + ϕ0 ) 2π k= λ ω c = λf = k 1 ∆Epot = kx2 2 ∆Epot = qU Allgemein Spezialfälle Drehbewegung Winkel Winkelgeschwindigkeit Winkelbeschleunigung ϕ= Z |~ω |dt d~ ϕ dt d2 ϕ ~ d~ω = 2 α ~= dt dt ω ~ = 1 ϕ = α0 t2 + ω0 t + ϕ0 2 ω ~ =α ~ 0t + ω ~0 α ~ =α ~0 v2 r Zentripetalbeschleunigung ~aZp = −ω 2~r aZp = ω 2 r = Translation-Rotation ~v = ω ~ × ~r v = ωr falls ω ~ ⊥~r Z r2 dm Trägheitsmoment I= Steiner I = Is + M d2 Drehimpuls ~ = ~r × p~ L L = Iω Drehmoment ~ ~ = ~r × F~ = dL M dt M = Iα Kräfte (Mechanik) Federkraft m1 m2 F~12 = −G 2 r̂12 r ~ F = −kx Reibungskraft (Festkörper) F = µmg Gravitation Elektromagnetismus Lorentzkraft 1 q 1 q2 r̂12 4π0 r2 ~ ~ =F E q ~ F~ = q~v × B Elektr. Dipolmoment p~ = q~l Drehmoment ~ = p~ × E ~ M ~ p~ in homoge. E-Feld Pot. Energie ~ Epot = −~pE ~ = µ0 q ~v × r̂ B 4π r2 Z I ~ ~l = − d Bd ~ A ~ = Uind Ed dt I ~ ~l = µ0 I Bd ~ p~ in homoge. E-Feld Coulombsches Gesetz Elektr. Feldstärke Magnetfeld Faradaysches Gesetz Ampèresche Gesetz F~12 = Allgemein Spannung Kapazität Kondensatoren in Reihe Kondensatoren parallel Energie in Kondensator Strom Leistung Widerstand Widerstände in Reihe Widerstände parallel Knotenregel Maschenregel Spezialfälle ∆Epot q Q C= U 1 1 1 1 = + + + .... Cges C1 C2 C3 U= Cges = C1 + C2 + C3 + ... 1 E = CU 2 2 dQ I= dt P = UI U R= I Rges = R1 + R2 + R3 + ... 1 1 1 1 = + + + ... Rges R1 R2 R3 X In = 0 X UQm = M asche X In Rn M asche Spez. Rel. Theorie γ=√ Zeitdilatation Längenkontraktion v 1 , β= 2 c 1−β ∆t = γ∆t0 = γt0 1 1 l = l0 = l0 γ γ Impuls p~ = γm~v Energie E = T + mc2 = γmc2 Energie E 2 = p2 c2 + m2 c4 t0 : Eigenzeit l0 : Eigenlänge T : kin. Energie Allgemein Spezialfälle Quanteneffekte Photoeffekt Materiewellen Ee = Eγ − W mit Eγ = hf h λ= p Hauptquantenzahl n = 1, 2, 3, ... Nebenquantenzahl l = 0, 1, 2, 3, ..., n-1 Magnetquantenzahl ml = 0, ±1, ±2, ±3, ..., ±l 1 ms = ± 2 Spinquantenzahl l = s, p, d, ....
