Physik I
Formeln aus der Physik I Vorlesung
Formeln aus der Physik I Vorlesung
Stromlinie
Ortslinie eines Volumeselements
Kontinuitätsgleichung
A u = konstant (inkompressibles Fluid)
A u = Volumenstrom (dV / dt) konstant
A= Querschnittsfläche, u = Geschwindigkeit
Bernoulli - Gleichung
p + roh g h + 1/2 roh u2 = pges (konstant)
Voraussetzung Bernoulli-Gleichung
imkompressinel, reibungsfreies, stationäre, laminäre Strömung
statischer Schubmodul von Flüßigkeiten und Gasen
ist 0, G=0
hydrostatischer Druck
p = g h roh (Wassersäule)
normaler Luftdruck
1013 hPa = 105 Pa
entspricht Druck von: 10,3 m H2O ; 730 mm Hg
Auftrieb
FA = rohF g VK
Fres = -mK g + rohF g VK = FG + FA
K = Körper, F = Fluid/Medium
Archimedisches Prinzip
Durch den Auftrieb verliert ein untergetauchter Körper scheinbar soviel an Gewicht, wie das von ihm verdrängte Medium wiegt.
Avogadro-Konstante
6,023 * 1023 1/mol
Fernordnung
Atome in Einkristallen haben feste Plätze
Nahordnung
viele Platzwechsel (Flüßigkeiten)
Ordnung der Teilchen in Gasen
keine Ordnung, fast freie Teilchen
zwei benachbarte Gasteilchen in der Luft haben bei normalen Luftdruck einen Abstand von 1 nm
Atomdurchmesser, Bindungslänge
0,1 nm - 0,3 nm
Einsteins Postulate
in Albert Einsteins Relativitätstheorie:
- Gleichberechtigung aller Inertialsysteme und die Gültigkeit der Naturgesetze in diesen
- Konstanz der Lichtgeschwindigkeit
Einsteinspostulate vs. absoluten Raum/ Äther
Relativitätsprinzip verbietet den absoluten Raum
Konstanz der Lichtgeschwindigkeit verbietet Äther
Galilei-Transformation
Bedingung: nicht relativistischer Grenzfall: beta << 1, v<< c, beta = v/c
x' = x - vt
t' = t
relativistische Masse
m = mo / (1- (v/c)2)1/2
relativistische Gesamtenergie
E = mc2
x << 1 : (1 + x)p =
= 1 + xp
3 Newtonsche Axiome
1. Axiom - Trägheitsgesetz
2. Axiom - Beschleunigungsgesetz
3. Axiom - Wechselwirkungsgesetz
Grundgleichung der Mechanik
F = m a
Superpositionsprinzip der Kräfte
->
Haftreibungskraft/Gleitreibungskraft
FR,H bzw. FR,G - müH und müG
Äquivalenzprinzip
träge gleich schwere Masse
Gewichtskraft
FG = G = m g
Hooksches Gesetz
Felast = -K x
(x = Auslenkung)
Zusammenhang Haftreibung und Gleitreibungskraft
FR,H > FR,G
da: müH > müG
Energienullpunkt freiwählbar
ja
kinetische Energie
Ekin= 1/2 m v2 = p2/m
Lageenergie (potentielle Energie)
Epot = m g h
elastische Energie (potentielle Energie)
Epot = 1/2 K x2
Leistung
P = F v
Arbeit
Kraft entlang des Weges
Impuls
p = m v
Gesamtimpuls eines Systems aus Massepunkten
p = sum(i=1,..., n) pi = sum(i=1,..., n) mi vi
elastischer Stoß
Ekin,1 + Ekin,2 = Ekin,1' + Ekin,2'
Die Summe der kinetischen Energien vor und nach dem Stoß sind gleich.
Es treten keine plastischen Verformungen der Stoßpartner auf.
inelastischer Stoß
Ekin,1 + Ekin,2 = Ekin,1' + Ekin,2' + (delta) W
Die Summe der kinetischen Energien vor und nach dem Stoß sind verschieden.
Die Stoßpartner werden plastische verformt.
vollkommen inelastischer Stoß
Ekin,1 + Ekin,2 = Ekin,12 + (delta)W
Die Summen der kinetischen Energien vor und nach dem Stoß sind verschieden.
Die Stoßpartner werden plastisch verformt und bewegen sich nach dem Stoß als ein Körper weiter.
Impulssatz
->
-
- 1 / 63
-
Cartes-fiches
3 Newtonsche Axiome
1. Axiom - Trägheitsgesetz
2. Axiom - Beschleunigungsgesetz
3. Axiom - Wechselwirkungsgesetz
Grundgleichung der Mechanik
F = m a
Superpositionsprinzip der Kräfte
->
Haftreibungskraft/Gleitreibungskraft
FR,H bzw. FR,G - müH und müG
Äquivalenzprinzip
träge gleich schwere Masse
Gewichtskraft
FG = G = m g
Hooksches Gesetz
Felast = -K x
(x = Auslenkung)
Zusammenhang Haftreibung und Gleitreibungskraft
FR,H > FR,G
da: müH > müG
Energienullpunkt freiwählbar
ja
kinetische Energie
Ekin= 1/2 m v2 = p2/m
Lageenergie (potentielle Energie)
Epot = m g h
elastische Energie (potentielle Energie)
Epot = 1/2 K x2
Leistung
P = F v
Arbeit
Kraft entlang des Weges
Impuls
p = m v
Gesamtimpuls eines Systems aus Massepunkten
p = sum(i=1,..., n) pi = sum(i=1,..., n) mi vi
elastischer Stoß
Ekin,1 + Ekin,2 = Ekin,1' + Ekin,2'
Die Summe der kinetischen Energien vor und nach dem Stoß sind gleich.
Es treten keine plastischen Verformungen der Stoßpartner auf.
inelastischer Stoß
Ekin,1 + Ekin,2 = Ekin,1' + Ekin,2' + (delta) W
Die Summe der kinetischen Energien vor und nach dem Stoß sind verschieden.
Die Stoßpartner werden plastische verformt.
vollkommen inelastischer Stoß
Ekin,1 + Ekin,2 = Ekin,12 + (delta)W
Die Summen der kinetischen Energien vor und nach dem Stoß sind verschieden.
Die Stoßpartner werden plastisch verformt und bewegen sich nach dem Stoß als ein Körper weiter.
Impulssatz
->
Schwerpunktssatz
->
Impulserhaltungssatz
->
Schwerpunkt
->
Geschwindigkeit des Schwerpunkts
->
äußeres Gesamtdrehmoment
->
Gesamtdrehimpuls
->
Drehmoment
->
(einzelner) Drehimpuls
->
DIchte roh in SI-Einheiten
kg/m3
Frequenz SI-Einheit
Hertz
1/s
Kreisfrequenz in SI-Einheiten
omega
rad/s -> SI-Einheit: 1/s
Kraft in SI-Einheiten
Newton
m kg / s2
Drehmoment SI-Einheiten
Newton-Meter
m2 kg/ s2
Energie SI-Einheiten
Joule = Nm
kg m2 / s2
laminare Strömung Re-Zahl
Re << 10+3
turbulente Strömung Re-Zahl
Re >> 10+3
turbulente Strömung Reibungskraft
FR = 1/2 cw roh A v2
laminare Strömung Reibungskraft Kugel
FR = 6 pi n r u
u= Geschwindigkeit
n = Viskosität
laminare Strömung Definition
Stromlinien geordnet nebeneinander
turbulente Strömung Definition
Verwirbelung der Stromlinien
