Physik. 1. Mechanik. Inhaltsverzeichnis. 1.1 Mechanische Grössen. LAP-Zusammenfassungen: Physik Kraft (F) und Masse (m) 1.1.

Ähnliche Dokumente
Physik für Biologen und Zahnmediziner

Tutorium Physik 2. Rotation

E X P E R T E N V O R L A G E

2.0 Dynamik Kraft & Bewegung

Dynamik. 4.Vorlesung EPI

Physik 1 für Chemiker und Biologen 4. Vorlesung

Dynamik. 4.Vorlesung EP

2) Nennen und beschreiben Sie kurz die drei Newtonschen Axiome! 1. Newt. Axiom: 2. Newt. Axiom: 3. Newt. Axiom:

Grundlagen Arbeit & Energie Translation & Rotation Erhaltungssätze Gravitation Reibung Hydrodynamik. Physik: Mechanik. Daniel Kraft. 2.

Physik 1. Kinematik, Dynamik.

( ) 3 = Grösse = Zahlenwert Einheit. Inhalte gemäss Rahmenlehrplan 2012 GESO. Geltende Ziffern

Versuch 2. Physik für (Zahn-)Mediziner. c Claus Pegel 13. November 2007

Energie und Energieerhaltung. Mechanische Energieformen. Arbeit. Die goldene Regel der Mechanik. Leistung

Mechanik. Entwicklung der Mechanik

Dynamik. 4.Vorlesung EP

Physik für Mediziner im 1. Fachsemester

MECHANIK I. Kinematik Dynamik

oder 10 = 1bar = = 10 Pa Für viele Zwecke wird die Umrechnung 1bar = 10 verwendet.

Wiederholung Physik I - Mechanik

gibb / BMS Physik Berufsmatur 2008 Seite 1

Physik für Biologen und Zahnmediziner

PW2 Grundlagen Vertiefung. Kinematik und Stoÿprozesse Version

Physik 1 Zusammenfassung

Aufgabe 1: A. 7.7 kj B kj C. 200 kj D kj E. 770 J. Aufgabe 2:

Formelsammlung Mechanik

Physik für Biologen und Geowissenschaftler 15. Juni Grundlagen 2 SI - Einheiten... 2 Fehlerberechnung... 2

Übungsklausur Physik (für Zahnmediziner)

Aufgabenblatt Kräfte, Dichte, Reibung und Luftwiderstand

Experimentalphysik E1

Orientierungstest für angehende Industriemeister. Vorbereitungskurs Physik

A Sie ist weniger als 1 kg/dm 3. B E F D A G C. Zusammengesetzte Grössen 15

Physik für Biologen und Zahnmediziner

Fakultät für Physik Wintersemester 2016/17. Übungen zur Physik I für Chemiker und Lehramt mit Unterrichtsfach Physik

Die Kraft. Mechanik. Kräfteaddition. Die Kraft. F F res = F 1 -F 2

Hydrostatik. Von Wasser und Luft und anderem 1. OG. Stiftsschule Engelberg, Schuljahr 2016/2017

Aufgaben zur Wärmelehre


F H. Um einen Körper zu beschleunigen, müssen Körper aus der Umgebung ihn einwirken. Man sagt die Umgebung wirkt auf ihn Kräfte aus.

Physik 1 Mechanik Tutorium Gravitation Schweredruck - Wasser. Diesmal 6 Aufgaben, davon 2 sehr leicht zu beantworten.

Liebe Schülerin, lieber Schüler,

2.2 Dynamik von Massenpunkten

Kinematik & Dynamik. Über Bewegungen und deren Ursache Die Newton schen Gesetze. Physik, Modul Mechanik, 2./3. OG

Erklärungen, Formeln und gelöste Übungsaufgaben der Mechanik aus Klasse 11. von Matthias Kolodziej aol.com

5. Übungsblatt zur VL Einführung in die Klassische Mechanik und Wärmelehre Modul P1a, 1. FS BPh 10. November 2009

Aufrechterhaltung der Energie im Betrieb Kraft und Arbeitsmaschinen Physikalische Grundlagen. Wolfgang Weiß

Hochschule Düsseldorf University of Applied Sciences. 22. Oktober 2015 HSD. Physik. Gravitation

Gleichförmige Kreisbewegung, Bezugssystem, Scheinkräfte

Grundwissen Physik 8. Klasse II

O. Sternal, V. Hankele. 5. Thermodynamik

1. Klausur ist am 5.12.! (für Vets sowie Bonuspunkte für Zahni-Praktikum) Jetzt lernen!

Solution V Published:

Kleiner Leitfaden Physik - Astronomie

Musterklausur Physik und Umwelt I

Maßeinheiten der Wärmelehre

D = F s. F A = ρ V g. ρ = m V. Q = c m T. Φ - Lern- und Übungskarten zur Physik. Federhärte - Hookesches Gesetz

Fig. 1 zeigt drei gekoppelte Wagen eines Zuges und die an Ihnen angreifenden Kräfte. Fig. 1

Physik-Aufgaben 2 Hebel am Menschen

Name, Vorname:... Klasse:...

Kinematik - Lehre von den Bewegungen

A. v = 8.9 m/s B. v = 6.3 m/s C. v = 12.5 m/s D. v = 4.4 m/s E. v = 1.3 m/s

Masse, Kraft und Beschleunigung Masse:

Aufgabe 1: Die Schallgeschwindigkeit in Luft ist temperaturabhängig, sie ist gegeben durch

2. Kinematik. Inhalt. 2. Kinematik

FORMELSAMMLUNG PHYSIK. by Marcel Laube

Falls die Masse nicht konstant ist, gilt die allgemeine Formulierung: p ist der Impuls des Körpers.

Aufgaben zur Übungsklausur zur Vorlesung Einführung in die Physik für Natur- und Umweltwissenschaftler v. Issendorff, WS2013/

Version A. Aufgabe 1. A: 1.2 m B: 0.01 m C: 0.11 m D: 0.31 m E: m. Aufgabe 2

M1 Maxwellsches Rad. 1. Grundlagen

Allgemeine Bewegungsgleichung

Tutorium Physik 1. Wärme

1 m 3 1 dm 3 1 cm 3 WEG ZEIT GESCHWIN- DIGKEIT MASSE. Welche Arten der Bewegung unterscheidet

Ide egy rajz hiányzik (egy vonal, a végein két telegömb, a baloldali felett Q 1 és a másik felett Q 2 )

Stärkt Euch und bereitet Euch gut vor... Die Übungsaufgaben bitte in den nächsten Tagen (in Kleingruppen) durchrechnen! Am werden sie von Herrn

Übersicht Physik Sek I

4 Thermodynamik mikroskopisch: kinetische Gastheorie makroskopisch: System:

Brückenkurs Physik SS11. V-Prof. Oda Becker

Physik für Biologen und Zahnmediziner

Prüfung zum Thema Druck (total 36 P möglich)

3. Kreisbewegung. Punkte auf einem Rad Zahnräder, Getriebe Drehkran Turbinen, Hubschrauberrotor

Der Magnus-Effekt. Rotierender Körper in äußerer Strömung: Anwendungen:

Bewertung: Jede Aufgabe wird mit 4 Punkten bewertet.

Grundlagen der statistischen Physik und Thermodynamik

Kinetik des Massenpunktes

Zusammenfassung. Kriterien einer physikalischen Messung 1. reproduzierbar (Vergleichbarkeit von Messungen an verschiedenen Orten und Zeiten)

KAPITEL 1: Die Welt, in der wir uns bewegen

Physikunterricht 11. Jahrgang P. HEINECKE.

Physik Klasse 7. Projekt. Energie, Umwelt, Mensch 8h. Kraft und ihre Wirkungen. 22h. Elektrische Leitungsvorgänge. Naturgewalten Blitz und Donner 3h

Physik LK 12, 2. Kursarbeit Magnetismus Lösung A: Nach 10 s beträgt ist der Kondensator praktisch voll aufgeladen. Es fehlen noch 4μV.

Kapitel 2 Kräfte und Gravitation

Basiskenntnistest - Physik

Grundlagen, Versuche, Aufgaben, Lösungen. Mit 389 Abbildungen, 24 Tafeln, 340 Aufgaben und Lösungen sowie einer Formelsammlung

A 1.1 a Wie groß ist das Molvolumen von Helium, flüssigem Wasser, Kupfer, Stickstoff und Sauerstoff bei 1 bar und 25 C?

Abschlussprüfung an Fachoberschulen im Schuljahr 2005/2006

Kapitel 5 Weitere Anwendungen der Newton schen Axiome

Inhalt. Vorwort. Grundlagen der Mechanik. Mechanik der Flüssigkeiten und Gase

Praktikum Physik Physiologie Thema: Muskelarbeit, leistung und Wärme

4. Beispiele für Kräfte

1.1 Eindimensionale Bewegung. Aufgaben

Klassenarbeit Nr. 3 Physik Kinematik SJ

Transkript:

Physik Inhaltsverzeichnis 1. Mechanik...1 1.1 Mechanische Grössen...1 1.1.1 Kraft (F) und Masse (m)...1 1.1.2 Die Masse m...1 1.1.3 Die Kraft F...1 1.1.4 Die Geschwindigkeit (v) und die Beschleunigung (a)...2 1.1.5 Erdbeschleunigung g...2 1.1.6 Die Dichte...2 1.2 Bewegungslehre...2 1.2.1 Geschwindigkeit als Vektor...2 1.2.2 Gleichmässige Kreisbewegung...2 1.3 Berechnung mit Kräften...2 1.4 Momente...3 1.4.1 Hebel...3 1.5 Reibung...3 1.5.1 Haftreibung...3 1.5.2 Gleitreibung...3 1.5.3 Rollreibung...3 1.6 Druck...3 1.6.1 Der Auftrieb...3 1.7 Wirkungsgrad...4 2. Wärmelehre...4 2.1.1 Wärmeausdehnung...4 2.1.3 Temperaturmessgeräte...4 2.2 Wärmemenge...4 2.3Wärmeübertragung...4 2.3.1 Wärmeströmung (Konvektion)...4 1. Mechanik 1.1 Mechanische Grössen 1.1.1 Kraft (F) und Masse (m) Isaac Newton, engl. Physiker, Begründer der Mechanik (1642-1726) formulierte das so: Jeder Körper beharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Bewegung, solange keine resultierende Kraft auf ihn einwirkt. Diese Körpereigenschaft heisst Trägheit oder Beharrungsvermögen. Um einen Körper zu lenken benötigt man Kraft. 1.1.2 Die Masse m Die Masse ist eine Umschreibung der Stoffmenge eines Körpers. Beispiel: 1 dm 3 Wasser bei 4 C hat ein Gewicht von 1 kg. Die Masse ist ortsabhängig. Das Volumen ist unabhängig der Masse. 1.1.3 Die Kraft F Zweite Newtonsche Axiom: Die auf einen Körper der Masse m einwirkende konstante resultierende Kraft F res ist gleich dem Produkt aus Physik-30.5.2004-1.sxw / 30.05.04 / Gabriel Mainberger 1/5

der Masse m und der Beschleunigung (Verzögerung) a des Körpers. Kraft (Fres) [N] = Masse (m) [kg] * Beschleunigung (a) [m/s 2 ) Bsp: 1N = 1kg / 1m * 1s 2 1.1.4 Die Geschwindigkeit (v) und die Beschleunigung (a) Geschwindigkeit (v) [m/s] = Zurückgelegter Weg (s) [m] / Zeit (t) [s] gleichförmige Bewegung = die Geschwindigkeit des Körpers ändert nicht beschleunigte Bewegung = der Körper vergrössert oder verkleinert seine Geschwindigkeit Allgemeine Beschleunigung (a) [m/s 2 ] = Geschwindigkeitsänderung ( v) [m/s] / Zeit (t) [s] a = v / t a = F / m 1.1.5 Erdbeschleunigung g Erdumfang = 40076.59 km Schallgeschwindigkeit = 330 m/s Ort g Ort g Sonne 280 m/s 2 Erde (Pole) 9.83221 m/s 2 Mond 1.6 m/s 2 Erde (Schweiz) 9.81 m/s 2 Erde (Äquator) 9.78049 m/s 2 Gewichtskraft (Fg) = m * a/g = 1 kg * 9.81 m/s 2 = 9.81 kgm/s 2 = 9.81 N 1.1.6 Die Dichte Dichte P = Masse (m) / Volumen (V) feste Körper und Flüssigkeiten in kg/dm 3 / Gase in g/m 3 Masse (m) = Volumen (V) * Dichte (r) 1.2 Bewegungslehre Weg (s) [m] / Zeit (t) [s] / Geschwindigkeit (v) [m/s] / Beschleunigung (a) [m/s 2 ] 1.2.1 Geschwindigkeit als Vektor Beispiel: Flussüberquerung; durch den Strom wird die Person abgetrieben.(abdrift) Gegeben Breite: b = 40m Geschwindigkeit: v s = 0.8 m/s Strömung: v w = 1.5 m/s Gesucht a) Abdrift in m b) v a) t = s/v = 40/0.8 = 50s, Abdrift = 50s * 1.5 m/s = 75m b) Der Weg wird mit dem Pythagoras gerechnet: s = Wurzel(75 2 + 40 2 ) = 85 m v = s/t = 85/50 = 1.7 m/s 1.2.2 Gleichmässige Kreisbewegung n = Drehzahl in U/min = (1/min) r = Radius des Drehkreises (mm) Physik-30.5.2004-1.sxw / 30.05.04 / Gabriel Mainberger 2/5

v u [m/s] = (Durchmesser (d) * PI * Drehzahl (n)) / 60 = (Radius (r) * PI * Drehzahl (n)) / 30 T = Umlaufzeit = 1/n Winkelgeschwindigkeit (w) = Drehwinkel ( Δj) / Zeitabschnitt ( Δt) Winkelgeschwindigkeit (w) = PI * n / 30 1.3 Berechnung mit Kräften Die Kraft ist eine vektorielle Grösse. Die Einheit der Kraft ist Newton. Die Kräfte müssen grafisch Aufgezeichnet und so berechnet werden. Aktion = Reaktion 1.4 Momente Drehmoment (M) = Kraft (F) * Abstand (r) 1.4.1 Hebel Einarmig: M d links = M d rechts M d links = F 1 * a und M d rechts = F 2 * b einarmige Hebel: F * b = F 1 * a 1.5 Reibung Reibung entsteht zwischen einander berührenden Körpern. 1.5.1 Haftreibung Steht ein Körper still und eine Kraft F z greift an um ihn zu bewegen, wird er sich bis die Kraft gross genug ist nicht bewegen lassen. Die Reibung ist unabhängig von der Grösse der Auflagefläche. Haftreibungskraft (F R) = Haftreibungszahl (µ0) * Normalkraft(F N) 1.5.2 Gleitreibung Bei der Gleitreibung können sich die Oberflächen nicht mehr ineinander verhaken, da die Oberflächen zueinander nicht mehr still stehen. Gleitreibungskraft (F R) = Gleitreibungszahl (µ0) * Normalkraft (F N) 1.5.3 Rollreibung Die rollende Reibung ist wesentlich kleiner als die gleitende Reibung. F R * r = F N * f Physik-30.5.2004-1.sxw / 30.05.04 / Gabriel Mainberger 3/5

1.6 Druck 1 bar = 10 N / cm 2 1 bar entspricht ungefähr dem Druck einer 10 Meter hohen Wassersäule 1 Pa = 1N / m 2 1 bar = 100'000 N / m 2 = 100'000 Pa Der Druck setzt sich nach allen Richtungen gleich stark fort. Druck (p) = Kraft (F) / Fläche (A) 1.6.1 Der Auftrieb Nach dem Gesetz von Archimedes ist die Auftriebskraft gleich der Gewichtskraft der vom Körper verdrängten Flüssigkeit oder des verdrängten Gases. 1.7 Wirkungsgrad Energie bleibt erhalten. 2. Wärmelehre Wärme ist Energie. Siedepunkt Wasser: 100 C, 373.15 K, 212 F Schmelzendes Eis: 0 C, 273.15 C, 32 F Absoluter Nullpunkt: -273.15 C, 0 K, -459.67 F International wird in Kelvin gemessen. 2.1.1 Wärmeausdehnung Verlängerung ( Δl) [m] = Ausgangslänge (l 0) [m] * Ausdehnungskoeffizient (α) [1/K] * Temperaturdiff. ( Δ) [K] 2.1.2 Raumausdehnung: Verlängerung ( Δl) [m] = Ausgangslänge (l 0) [m] * 3*Ausdehnungskoeffizient (α) [1/K] * Temperaturdiff. ( Δ) [K] 2.1.3 Temperaturmessgeräte Flüssigkeitsthermometer, Dampfdruckthermometer, Elektrischen Thermometer (Widerstandsänderung), Pyrometer (Glühfarben, >600 C), Temperatur-Messfarbstiften, Segerkegel 2.2 Wärmemenge Um 1 Liter Wasser um 1 K zu erwärmen, benötigt man 1 Kilokalorie. 1 kcal ~= 4.19 kj Wärmekapazität c in [kj/kgk] Stoff c [kj/kgk] Stoff c [kj/kgk] Aluminium 0.896 Maschinenöl 1.67 Blei 0.13 Wasser 4.19 Physik-30.5.2004-1.sxw / 30.05.04 / Gabriel Mainberger 4/5

Stoff c [kj/kgk] Stoff c [kj/kgk] Eisen (rein) 0.47 Beton 0.879 Kupfer 0.39 Eis 2.09 Quecksilber 0.14 Glas 0.837 Silber 0.23 Holz (Fichte) 3.14 Wolfram 0.142 Ziegelstein 0.67 Notwendige Wärmemenge (Q) [kj] = Masse (m) * Wärmekapazität (c) * Temperaturdiff. ( Δ) 2.3Wärmeübertragung Wärmeübertragung ist ein Transport von Energie. Nicht jedes Material leitet Wärme gleich gut. 2.3.1 Wärmeströmung (Konvektion) Bei der erzwungenen Wärmeströmung wird ein Stoff erwärmt und an einen Ort geführt, wo er die Wärme wieder abgeben kann. Dieser Stoff kann eine Flüssigkeit oder ein Gas sein. Beispiele: Heizsystem, Dampfturbine, Kühlflüssigkeit Bei der freien Wärmeströmung bewegt sich der erwärmte Stoff der Schwerkraft und der unterschiedlichen Dichte wegen, in vertikaler Richtung nach oben. Physik-30.5.2004-1.sxw / 30.05.04 / Gabriel Mainberger 5/5