Physikformeln Merkzettel 7. - 10. Klasse

Formeln zur Physik 7–10
1
2008.08
elektrischer Strom
Stromstärke und Ladung:
elektrischer Widerstand:
Gesetz von Ohm:
∆Q
I=
∆t
U
R=
I
Bei konstanter Temperatur sind U
und I proportional, d.h. R = const.
Hintereinanderschaltung von
Widerständen:
Parallelschaltung von Widerständen: idealer Transformator mit np Primärund ns Sekundärwindungen
1
RErsatz = R1 + R2 + ....
RErsatz
=
1
1
+
+ ....
R1
R2
Up
Us
np
=
ns
Kräfte
Gewichtskraft:
Dichte:
ρ=
FG = m ⋅ g
m
V
Hangabtriebs- und Normalkraft beim Neigungswinkel
Federkraft (Hooke):
Reibungkraft:
F = D⋅s
FR = µ ⋅ FN
FH = FG ⋅sin α
α:
FN = FG ⋅cos α
Kraft und Bewegung
Grundgesetz der Mechanik (Newton II):
konstant beschleunigte Bewegung (a = const)
mit Anfangsgeschwindigkeit vo
F = m⋅a
v = vo + a ⋅ t
s = vo⋅t + ½ a t2
v2 = vo2 + 2 a s
∆v
Dabei ist a =
die Beschleunigung des Körpers.
∆t
Energie
kinetische Energie:
potentielle (Höhen-)Energie:
Spannenergie:
Epot = m⋅g⋅h
Esp = ½ Ds2
Änderung der inneren Energie:
mechanische Arbeit:
elektrische Arbeit:
∆Ei = c⋅m⋅∆ϑ
W = F⋅s
Wel = U⋅I⋅t
Ekin = ½ mv
Leistung:
P=
2
W
t
Wirkungsgrad:
η
=
Wnutz
Wzu
Energieerhaltung: Im abgeschlossenen System ist
Einsteins Formel:
E = mc2
Egesamt = const.
Impuls
p = m⋅v
Impulserhaltung: Im abgeschlossenen System ist
Temperatur, Druck, ideales Gas
Kelvin- und Celsius-Temperatur:
Druck:
F
p=
T (in K ) = ϑ(in °C) + 273
A
pgesamt = const.
ideales Gas:
p ⋅V
= const
T
Gravitation, Planetenbewegung
Gravitationsgesetz:
F = G⋅
m1 ⋅ m2
r2
Kepler I:
Kepler II:
Kepler III:
Die Planetenbahnen sind
Ellipsen mit dem Zentralkörper in einem Brennpunkt.
Der Fahrstrahl überstreicht
in gleichen Zeitabschnitten
gleich große Flächenstücke.
T12
a13
=
T22
a23
Formeln zur Physik 7–10
2
harmonische Schwingung
y = A ⋅ sin(ωt)
Auslenkung:
rücktreibende Kraft:
oder
Federpendel:
F = −D ⋅ y
y = A ⋅ cos(ωt)
mit
Fadenpendel:
m
D
T = 2π ⋅
ω = 2π ⋅ f =
2π
T
T = 2π ⋅
L
g
gleichförmige Kreisbewegung
Winkelgeschwindigkeit:
Umfangsgeschwindigkeit:
2π
ω = 2π ⋅ f =
T
v = ω⋅r
Zentripetalkraft:
mv2
r
FZ = mω2r =
Wellen, Quanten
Für alle Wellen gilt:
Energie und Wellenlänge eines Photons:
c=λ⋅f
EPh =
h⋅c
1,24 ⋅ 10 −6 eVm
=
λ
λ
Formelsymbole, Maßeinheiten
Beschleunigung
[m/s2]
Q elektrische Ladung
a
große Halbachse einer Bahnellipse
[m]
r Radius, Abstand
2
Flächeninhalt
[m ]
R elektrischer Widerstand
A
Amplitude
[m]
s Weg, Ort, Federdehnung
c
D
E
F
f
h
I
L
m
P
p
spezifische Wärmekapazität
[J/kg⋅K]
Wellenausbreitungsgeschwindigkeit
Federkonstante
[m/s]
U
[J = Nm = VAs]
v
2
[N = kg⋅m/s ]
V
[Hz = 1/s]
W
[m]
y
[A]
η
[m]
λ
[kg]
µ
[W = J/s]
ρ
[kg⋅m/s]
ϑ
2
−5
[pa = N/m = 10 bar] ω
[N/m]
Energie
Kraft
Frequenz
Höhe
elektrische Stromstärke
Fadenlänge
Masse
Leistung
Impuls
Druck
T
[C = As]
[m]
[Ω = V/A]
[m]
Kelvin-Temperatur
[K]
Periodendauer
[s]
elektr. Spannung
[V]
Geschwindigkeit
[m/s = 3,6 km/h]
Volumen
[m3]
Arbeit
[J]
Auslenkung
[m]
Wirkungsgrad
[%]
Wellenlänge
[m]
Reibungszahl
[-]
[kg/m3]
Dichte
Celsius-Temperatur
[°C]
Winkelgeschwindigkeit
[1/s]
Naturkonstanten
Ortsfaktor (Europa):
Elementarladung:
Lichtgeschwindigkeit:
n
Nano
10
−9
g = 9,81 N/kg
e = 1,60 ⋅ 10−19 As
c = 3,00 ⋅ 108 m/s
µ Mikro 10
−6
G = 6,67 ⋅ 10−11 Nm2/kg2
−27
atomare Masseneinheit: u = 1,66 ⋅ 10
kg
−34
Planck-Konstante:
h = 6,63 ⋅ 10 Js
Gravitationskonstante:
Vorsätze zu Maßeinheiten
m Milli 10−3
k Kilo 10 3
M
Mega
10 6
G
Giga
10 9
 2008 A. Urban Lenggries