Phyikaliche Foreln Oliver Gebele, dg2og@darc.de 3. Januar 2009 Allgeeine Dichte: ρ = V Dichte = Mae Voluen ρ V 3 3 Elatiche Verforung (Hookeche Geetz): F = D Kraftänderung = Federkontante Längenänderung F D N N Gewichtkraft: F G = g Reibungkraft: F R = µ F N Gewichtkraft = Mae Fallbechleunigung Reibungkraft = Reibzahl Noralkraft F G g N 2 = N F R µ F N N N Bewegunglehre Geradlinige Bewegung Gechwindigkeit: v = t Gechwindigkeit = Wegänderung v t Bechleunigung: a = v t Bechleunigung = Gechwindigkeitänderung a v t 2 Unbechleunigte Bewegung it Anfangbedingung: = v t + 0 v = cont. a = 0 Gleichäßig bechleunigte Bewegung it Anfangbedingung (Freier Fall a = g): = 2 at2 + v 0 t + 0 v = a t + v 0 a = cont.
Wurf: Waagrechter Wurf y v 0 x Kreiförige Bewegung Winkelgechwindigkeit: ω = ϕ t x = v 0 t y = 0.5 gt 2 v x = v 0 v y = 2gh Schräger Wurf Winkelgechwindigkeit = Winkeländerung y v 0 x x = v 0 t coα y = v 0 t in α 0.5 gt 2 v x = v 0 coα v y = v 0 inα g t w = (v 2 0 in 2α)/g w Wurfweite ω ϕ t = rad = rad Winkelbechleunigung: α = ω t Winkelbechleunigung = Winkelgechwindigkeitänderung α ω t 2 = rad 2 = rad Drehzahl: n = z t ω = 2πn Drehzahl = Udrehungen n z t Winkelgechwindigkeit = 2π Drehzahl ω = rad n = rad Zuaenhang zu den geradlinigen Größen: = ϕ r v t = ω r a t = α r v t tangentiale Gechwindigkeit a t tangentiale Bechleunigung Kräfte Bechleunigende Kraft: F = a Kraft = Mae Bechleunigung F a N N = 2 Zentrifugalkraft: F z = v2 r = ω2 r F z v ω r N = rad Gravitationgeetz: F G F = G, 2 r 2 r 2 N N2 2 Drehoent: M = r F Drehoent = Hebelar (enkrecht zur Kraft) Kraft M r F N N 2
Ipul: p = v Drehipul: L = J ω Energie Ipul = Mae Gechwindigkeit Drehipul = Maenträgheitoent Winkelgechwindigkeit p v L J ω 2 2 Arbeit Energie: W = F Arbeit = Kraft Wegkoponente in Kraftrichtung W F J = N N Hubarbeit (Potentielle Energie): W hub = g h = E pot h Höhe Reibarbeit: W reib = F r F r Reibungkraft Reibungweg W g h J N W F r J N Spannarbeit: W pann = 2 D2 D Federkontante Spannweg Bechleunigungarbeit (Kinetiche Energie): W bech = 2 v2 = E kin v Gechwindigkeit Rotationenergie: W rot = 2 Jω2 J Maenträgheitoent Wäreenergie: Q bech = c T c Wärekapazität Energie für Phaenübergang: Q bech = c Leitung: P = W t c c v pez. Schelzwäre pez. Verdapfungwäre = U I = M ω = F v Leitung = W D J N Arbeit W v J W J ω J 2 = rad Q c T J J K K Q c J J P W t U I M ω F v W J V A N N Wirkunggrad: η = W ab W zu = P ab P zu Wirkunggrad = abgeführte Arbeit/Leitung zugeführte Arbeit/Leitung η W P J W 3
Ströungechanik Druck: p = F A Druck = Kraft Fläche p F A Pa = N 2 N 2 Schweredruck: p = ρgh Voluentro: V = V t Maentro: ṁ = t p ρ g h Pa 2 2 V V t 3 3 ṁ t Elektricher Stro (Ladungtro): q = I = q q q t t A = C C Kontinuitätgleichung: V = A v = A 2 v 2 Bernoulligleichung: p + ρgh + 2 ρv2 = p 2 + ρgh 2 + 2 ρv2 2 Hagen-Poieulleche-Geetz: F R = 8πηl v Ströungwidertand: V = A v = A 2 v 2 Reynoldzahl: Re = vl ν = ρvl η Auflu au Gefäßen: v = µa 2gh Baroetriche Höhenforel: p = p 0 e h h 0 h 0 = 8.6 k Auftrieb: F A = ρ Fl g V Fl 4
Tabellen Maenträgheitoent: x r R z h J x = 2 (R2 r 2 ) J z = 4 ( R 2 + r 2 + 3 h2) Kontanten: c Lichtgechwindigkeit 299792500 N A Avogadro-Kontante 6.022 0 23 ol g Fallbechleunigung 9.8 2 g M Fallbechleunigung (Mond).62 2 G Gravitationkontante 6.6726 0 3 2 Solarkontante.374 kw Dichte: Aluiniu 2.7 d 3 Ei 0.9 d 3 Eien 7.9 d 3 Gold 9.3 d 3 Kupfer 8.9 d 3 Silber 0.5 d 3 Meerwaer.02 d 3 Waer (4 C).02 d 3 Luft.293 3 Sonnenyte: Sonne: Mae.98 0 30 Radiu 6.95 0 5 k Oberflächenteperatur 5800 K Erde: Mae 5.974 0 24 Radiu 6370 k Abtand von der Sonne 49.68 0 6 k Mond: Mae 7.34 0 22 Radiu 740 k Abtand von der Erde 384400 k Ulaufdauer 27.322 d Wärekapazität: Benzin 2020 J K Waer 482 J K Gla 830 J K Stahl 450 J K Kupfer 385 J K Spezifiche Schelz- und Verdapfungwäre: 5
pezifiche pezifiche Schelzwäre Verdapfungwäre Kupfer 23 J K Ei 335 J K Kupfer 49 J K Kupfer 2454 J K Reibzahl: Haftreibung Gleitreibung Stahl Stahl 0.5 0.2 Stahl Ei 0.03 0.04 Holz Holz 0.6 0.5 Luftzuaenetzung: 78% N 2 Sticktoff 2% O 2 Sauertoff % Ar Argon 0.04% CO 2 Kohlendioxid Ret andere Gae 6
Akutik 7
Stroprei 2009: 0.2 e Durchchnittlicher Prei: 500 kwh/jahr/peron Die Sonne trahlt 3.8 0 26 J, die Erde epfängt auf der Atophärenhülle.37 kj/ 2, davon koen 50% auf der Erdoberfläche an kcal = 4.84 kj Der Mench hat einen Energieverbrauch von etwa 0000 kj 2500 kcal g Eiwei = 7 kj g Kohlehydrate = 8 kj g Fett = 39 kj Energieverbrauch: Grunduatz in kcal Frau: 700 + 7 Mann: 900 + 0 Seilpringen 8-2 kcal/( h) Schnelle Joggen 3.4 kcal/( h) Radfahren 5 k/h 3.35 kcal/( h) Radfahren 25 k/h 7.65 kcal/( h) Schwien 7.65 kcal/( h) 8