Formelsammlung Physik

Vorbereitungskurs
Muristrasse 12, CH-3006 Bern
T +41 31 309 27 70, F +41 31 309 27 80
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Formelsammlung Physik
Grundgrössen der Physik (SI-Normen)
Basisgrösse
SI-Basiseinheit
Länge l, Strecke s
Das Meter (m)
Masse m
Das Kilogramm (kg)
Zeit t
Die Sekunde (s)
Vorsilben für dezimale Vielfache und Teile
Faktor
Elektrischer Strom I Das Ampere (A)
Vorsilbe
10 10
1
100 10
2
1 000 10
3
1 000 000 10
6
Temperatur T
Das Kelvin (K)
… 10
9
Stoffmenge n
Das Mol (mol)
… 10
12
Faktor
Vorsilbe
1/10 10
-1
Dezi (d)
1/100 10
-2
Zenti (c)
1/1 000 10
-3
Milli (m)
1/1 000 000 10
-6
Mikro (µ)
Giga (G)
… 10
-9
Nano (n)
Tera (T)
… 10
-12
Piko (p)
Deka (da)
Hekto (h)
Kilo (k)
Mega (M)
Kräfte
Grundgesetz der Mechanik
(2. Newtonsches Prinzip)
F = m·a (Beschleunigungskraft)
Gewichtskraft
FG = m ⋅ g
Federkraft
F = D ⋅∆ s
Druck
F
p=
A
.
[F] = 1 N = 1 kg m/s
2
2
[g] = 1 N/kg = 1 m/s ,
g: Ortsfaktor oder Fallbeschleunigung
g (in Paris) = 9.81 N/kg
[D] = 1 N/m
D heisst Federkonstante
2
[p] = 1 N/m = 1 Pa (Pascal)
(1 bar = 100‘000 Pa)
Bewegung
Δs
Δt
Geschwindigkeit
v=
Gleichförmige Bewegung
s = v ⋅ t , v = konstant
Gleichmässig beschleunigte
Bewegung
v = a⋅t
1
s = ⋅a ⋅ t2
2
Freier Fall
a = g ; s = h (Höhe)
01.09.201/PHBern/Ergänzungsprüfung/Formelsammlung Physik
[v] = 1 m/s (= 3.6 km/h)
s=
v2
2a
[a] = 1 m/s
2
1/2
Arbeit + Energie
Die mechanische Arbeit
W = F⋅s
Hubarbeit
WHub = FG ⋅∆ h = m ⋅ g ⋅∆ h
Lageenergie
E pot = m ⋅ g ⋅∆ h
Die kinetische Energie
E kin =
Spannenergie (elast. Energie)
Die Leistung
1
m ⋅ v2
2
1
E span = D ⋅ (∆ s)2
2
W
P=
t
[W]= 1 Nm = 1 J (Joule)
(1 cal = 4.19 J)
∆s: Verlängerung der Feder
[P]= 1 J/s = 1 W (Watt)
(1 PS = 736 W)
Optik
Abbildungsmassstab A
Linsengesetz
A=
B b b− f
f
= =
=
G g
f
g− f
1 1 1
= +
f g b
B = Bildgrösse;
G = Gegenstandsgrösse;
b = Bildweite;
g = Gegenstandsweite
f = Brennweite
Elektrizität
Elektrische Ladung
Q
[Q] = 1 C (Coulomb)
Die elektrische Stromstärke
Q
I=
t
[I] = 1 C/s = 1 A (Ampere)
.
Elementarladung e = 1.602 10
-19
C
Ohm’sches Gesetz
Für Metalle bei konstanter Temperatur ist das Verhältnis U zu I
konstant und erhält einen Namen: Widerstand R.
elektrischer Widerstand
R=
U
und umgeformt: U = R·I
I
[R]= 1 V/A = 1 Ω (Ohm)
Kombination von Widerständen
Die elektrische Leistung
R = R1 + R 2 + R 3 + ...
1
1
1
1
=
+
+
+ ...
R R1 R 2 R 3
W
U=
Q
P = U⋅I
Die elektrische Arbeit
W =P⋅t
Serie
Parallel
Die elektrische Spannung
01.09.2016/PHBern/Ergänzungsprüfung/Formelsammlung Physik
[U]= 1 J/C = 1 V (Volt)
[P]= 1 W (Watt)
[W]= 1 J (Joule)
2/2