Formelblat (Physik)

Physikalesch Symboler

Symbol	Bedeitung
α	Alphadeelchen
β	Betadeelchen
γ	Photon
ε	elektromotoresch Kraaft
η	Viskositéit
λ	Wellelängt
μ	Permeabilitéit
v	Frequenz
ρ	Dicht
δ	Leetfäegkeet
c	Liichtvitess

Physikalesch Formelen

• D'Gewiicht (G) ass d'Produkt vun der Mass (m) an der Gravitatiounsacceleratioun (g):

${\vec {G}}=m\cdot {\vec {g}}$

• Den Drock (p) ass de Quotient aus der Kraaft (F) an der Fläch op déi se wierkt (A):

$p={\frac {F}{A}}$

E puer fundamental Resultater

Mechanik

• D'Längt ass eng Dimensioun am Raum a gëtt am Internationalen Eenheetesystem a Meter(m) ausgedréckt.
• D'Mass weist wéi schwéier e Kierper ass, mä opgepasst: d'Mass ass net dat selwecht wéi d'Gewiicht. D'Gewiicht ass nämlech d'Kraaft, déi zwee Kierperen déi eng Mass hunn openeen ausüben. D'Mass gëtt ausgedréckt a Kilogramm(kg).
• D'Zäit ass fir eis genee dat, wat mer eis drënner virstellen. Einfach eppes wat weidergeet an net opgehale ka ginn. Well mer net hei vu relativistescher Physik schwätzen, mä vun net-relativistescher, ass d'Zäit hei absolut. Dat heescht datt se ëmmer d'selwecht verleeft, ni méi séier, an och ni méi lues (den Albert Einstein huet bewisen, datt bei héije Vitessen dës Absolutheet vun der Zäit net méi wouer ass). Se gëtt a Sekonnen(s) ausgedréckt.

All déi aner Gréissten an der Mechanik loosse sech unhand vun dësen dräi Gréissten ausdrécken.

Déi fundamental Relatioune vun der Physik

Eng Vitess V ass d'Dérivée vun der Positioun(x) am Raum zu der Zäit(t):
$\ V={\frac {dx}{dt}}$ ausgedréckt an $m\times s^{-1}$

D'Beschleunegung A ass dann d'Derivée vun der Vitess V:
$\ A={\frac {dV}{dt}}={\frac {d^{2}x}{dt^{2}}}$ ausgedréckt an $m\times s^{-2}$

Den Newton huet mathematesch bewisen datt wann eng Kraaft F op en Kierper, deen e Gewiicht m huet, awierkt, dësen enger Beschleunegung A ausgesat ass no der Formel:
$\ F=m\times A$
Dës Formel ass eng vun deene wichtegsten an der Physik. Se hëlleft zum Beispill bei der Prédictioun vun den Orbitë vun de Planéiten an eisem Sonnesystem.
Eng Kraaft gëtt dem Isaac Newton zu Éieren an Newton(N) ausgedréckt. An dëser Formel no ass also 1 Newton gläich $\ 1kg\times 1m\times 1s^{-2}$
Dës Formel gëllt wann ee vun enger Beweegung schwätzt wou de Kierper sech fortbeweegt. Mä wann een elo wëll ausdrécke wéi engem Kierper seng Dréiung ronderëm sech selwer ausgesäit, muss een eng aner Formel benotze, déi awer, wann ee se méi genee kuckt, d'selwecht opgebaut ass wéi déi Formel just virdrun.
Mä fir d'alleréischt muss een och erëm wéi virdrun eng Vitess an eng Beschleunegung definéieren. Mä dës Kéier sinn dës zwou Gréissten net linear, mä angular, well mer vun enger Rotatioun vum Kierper schwätzen.
D'angular Vitess gëtt geschriwwen als ${\dot {\theta }}$ en Zeeche wat genee dat selwecht heescht wéi ${\frac {d\theta }{dt}}$ a se gëtt ausgedréckt a $rad\times s^{-1}$. Wann ee genee kuckt ass et d'Derivée vum Wénkel $\ \theta$ zu der Zäit $\ t$.

D'angular Beschleunegung ${\ddot {\theta }}$ ass dann och erëm d'Dérivée vun der angularer Vitess.
${\ddot {\theta }}={\frac {d^{2}\theta }{dt^{2}}}$ an d'Unitéit ass da $rad\times s^{-2}$
Lo kann een dem Newton seng Gedanken erëm nogoen an eng Relatioun tëscht der Rotatioun vun engem Kierper an dem Couple deen op en awierkt opsetzen: Dat ganzt gesäit dann sou aus: $J\times {\ddot {\theta }}=M$, wou $\ J$ de Moment d'inertie ass(kg m²), ${\ddot {\theta }}$ d'angular Beschleunegung an $\ M$ d'Couplen déi op de Kierper awierken. E Couple gëtt an NewtonMeter(Nm) ausgedréckt.
Dës zwou Relatiounen, also $\ F=m\times A$ an $M=J\times {\ddot {\theta }}$, ginn déi fundamental Relatioune vun der Physik genannt.
Fir ganz komplett ze si muss een elo nach genee verstoe wat den Inertiemoment ass. Wéi scho virdru beschriwwe gëtt en a kg m² ausgedréckt. Et schreift een en sou un: $J=\int d(x,\Delta )^{2}\cdot \rho dV$ mat

• d(x,Δ) d'Distanz zwëscht dem Punkt x an der Achs Δ an
• dV ass en elementare Volume rondërem x
• $\rho$ d'masse volumique vum Kierper

Dësen Inertiemoment beschreift wéi den Numm et seet d'Inertie vum Kierper an der Rotatioun. An der linearer Beweegung ass d'Inertie einfach d'Mass vum Kierper. Mä wat ass dann elo genee déi Inertie? Se stellt u sech déi Gréisst duer déi der Ännerung vun der Beweegung entgéintwierkt: stellt Iech vir Dir hutt eng Taass Kaffi am Grapp an Dir stitt. Wann Dir elo ufänkt ze goen, musst Dir oppassen net ze séier unzerappen, well soss leeft de Kaffi hannen iwwer d'Taass. D'Inertie vum Kaffi probéiert de Kaffi zeréckzehalen, soudatt en net a Beweegung kënnt. Dofir leeft en no hannen iwwer.
Wann der an enger bestëmmter konstanter (gläichméisseger) Vitess trëppelt, da geschitt dem Kaffi näischt well e jo och selwer schonn a Beweegung ass.
Wann der elo stoe bleift, dann leeft de Kaffi vir iwwer d'Taass. De Kaffi ass a Beweegung an d'Inertie probéiert en a Beweegung ze halen. Dofir leeft e vir iwwer. Dat ass déi "linear" Inertie.
Den Inertiemoment dréckt genee dat selwecht aus, just datt et keng linear Beweegung ass, mä eng Rotatioun.