V5 - Physik
Werbung
Heute gibt es eine Testklausur! Am Montag (4.11.) ist Übung Die „richtigen“ Klausuren sind vermutlich am 5.12. und 20.2. 3 verschiedene Arten Vektoren zu multiplizieren Vektor mit Skalar multiplizieren: Skalar * Vektor = Vektor r r F = m⋅a Skalarprodukt: Vektor * Vektor = Skalar wirksame Komponente r r W = F ⋅s = F s cos(ϑ ) Vektorprodukt, Kreuzprodukt Vektor * Vektor = Vektor Drehmoment r r r M = r×F = r ⋅ F sin α r zeigt nach vorne (Daumen), F nach unten (Zeigefinger), M nach rechts (Mittelfinger): Rechte-HandRegel Noch mehr Muskeln... Wozu dieser Muskel? sonst: Biegespannung auf Elle und Speiche und stärkere Kraft auf Gelenk >10 kg Schwerpunkt, Gleichgewicht Im Schwerpunkt kann man sich die ganze Masse eines Körpers konzentriert vorstellen Bierbauch Schwerpunkt Standfestigkeit Schwerpunkt oberhalb Standfläche Gleichgewichtsarten Und noch mehr Größen... Kinetische Energie: 1 2 Wk = mv 2 1 Wk = Jω 2 2 W~v2 W~m Geschwindigkeit v Masse m Rotationsenergie: W~ω2 W~m J=abhängig von Massenverteilung Winkelgeschwindigkeit ω Trägheitsmoment J J = ∑ mr 2 Impuls p p = m⋅v Impulserhaltungssatz Drehimpuls L L = J ⋅ω J groß für Masse in großem Abstand Drehimpulserhaltungssatz Zusammenstellung Zentrifugalkraft, Zentrifuge Um Körper auf eine Kreisbahn zu zwingen, braucht man eine nach innen gerichtete Zentripetalkraft (ansonsten fliegt der Körper geradlinig weg; vgl. Trägheitsprinzip) Die Scheinkraft nach außen nennt man Zentrifugalkraft v2 F = m = mrω 2 r Stehen auf rotierender Platte Beispiel: Zentrifuge mit 3000 U.p.M und 1 cm Radius F~ω2 F~r ? F~1/r ? Auto in Kurvenfahrt F = m ⋅ a = mrω 2 a = rω 2 = r (2π f ) 2 2 3000 = 1 cm ⋅ 4π 2 60 s m = 986 2 ≈ 10fache Erdbeschl. s Ultrazentrifuge: 250 000 faches Gewicht zur Trennung von Stoffen verschiedener Dichte Zentripetalkraft Zentrifugalkraft Planetenbahnen von der Erde aus gesehen Die Bahn des Mars im Jahr 2001 Gravitationsgesetz : m1 ⋅ m2 F =G r2 Kraft auf zwei Massen mi im Abstand r . G = Gravitationskonstant e G = 6.6 ⋅ 10 −11 m 3 kg s 2 30 Tage 2a1 Planetenbahnen Keplersche Gesetze: 1. Planetenbahnen sind Ellipsen, Sonne im Brennpunkt 2. Gleiche Zeiten gleiche Flächen 2 3 3. Umlaufzeit zu großer Halbachse ist für alle Planeten um die Sonne gleich: 30 Tage T12 T22 = const = 3 3 a1 a2 Die Bahn der Planeten um die Sonne errechnet sich aus dem Gleichgewicht der Gravitationskraft und der Zentrifugalkraft, sowie der Anwendung von Energieerhaltungssatz und Drehimpulserhaltungssatz Foto 1994 Sonne Saturn Merkur Mars Mond Deformation fester Körper Aggregatzustand: – Fest, flüssig, gasförmig Elastische Deformation: Körper nimmt ursprüngliche Form wieder an wenn Kraft nachlässt Beispiele: – Federung, Brücke, Sprungbrett, Ball, ... – Baumstamm, Grashalm, Blutgefäß,... – Prothetik: Kunstbein, Zahnersatz ∆L Dehnung: ε = L F Spannung: σ = A Hookesches Gesetz: σ = Eε ∆L F = EA L Elastizitätsmodul: E F~∆L F~A F~1/L Testklausur 1 (20min)
