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Physik > KAPITEL1 - MECHANIK > Flashcards

KAPITEL1 - MECHANIK Flashcards

Einheiten, Grundbegriffe Kinematik, Arbeit, Energie, Rotation des starren Körpers

1
Q

Beschreibung der Bewegung

A

Der einfachste Einsatz zur Beschreibung einer Bewegung ist die Konzentration des Körpers auf ein materielles Teilchen
- Anstz des Massepunktes
- Ein Massepunkt kann aufgrund seiner fehlenden Ausdehnung im Raum nicht rotieren
- Bewegung daher reine Translation

Eindimensionale Bewegung
- Auto auf einer geraden Straße
- Schiff auf mäanderförmigen Fluss

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2
Q

Formelzeichen Geschwindigkeit + Einheit

A
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3
Q

Welche sind die zwei Bewegungsformen eines ausgedehnten, starren Körpers?

A

Translation
- Jedes Massenteilchen des Körpers bewegt sich zu jedem Zeitpunkt mit der gleichen, einheitlichen Geschwindigkeit

Rotation
- Sämtliche Masseteilcgen des Körpers rotieren mit der gleichen, einheitlichen Winkelgeschwindigkeit
- Achtung! - Bahngeschwindigkeit ≠ Winkelgeschwindigkeit

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4
Q

Wann ist eine Bewegeung gleichförmig?

A

Wenn die Momentangeschwindigkeit zu beliebigen Zeitpunkten denselben Betrag haben

In der Praxis ist dies nur bei “fliegendem Start” möglich

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5
Q

Wie verhält sich die Durchschnittsgeschwindigkeit?

A

Sie ist zu jedem beliebigen Zeitpunkt
gleich der Momentangeschwindigkeit.

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6
Q

Weg-Zeit-Diagramm (s-t-Diagramm)

A
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7
Q

Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm (v-t-Diagramm)

A
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8
Q

Was ist eine ungleichförmige Bewegung?

A

wird bezeichnet, wenn sich der Betrag der Momentangeschwindigkeit über der Zeit ändert.

  • Bremsvorgang: a < 0
  • Beschleunigungsvorgang: a > 0
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9
Q

Was ist eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung

A
  • wenn deren Momentangeschwindigkeit sich linear mit der Zeit verändert
  • beispiel: der Freie Fall
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10
Q

Was ist die Beschleunigung? Formel + Einheit

A
  • ist die Änderung der Momentangeschwindigkeit delta v im Zeitintervall delta t liefert die
    Beschleunigung a.
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11
Q

Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm (v-t-Diagramm)

A
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12
Q

Beschleunigungs-Zeit-Diagramm (a-t-Diagramm)

A
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13
Q

Formel zu Berechnung der zurückgelegten Strecke

A
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14
Q

Vektoren

A
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15
Q

Kinematik der Kreisbewegung

A

Gleicheförmige Kreisbewegung
- Bewegung auf Kreisbahn mit Radiuis r
- In beliebigen Zeitintervallen delta t werden gleiche Strecken delta s (Weg auf Kreisbahn) durchlaufen

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16
Q

Bahngeschwindigkeit

A
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17
Q

Richtung der Bahngeschwindigkeit

A
  • Richtung der Bahngeschwindigkeit ändert sich laufend
  • Betrag und Richtung der Beschleunigung kann sich ändern
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18
Q

Radialbeschleunigung

A
  • ist bei der gleichförmigen Kreisbewegung für die stete Richtungsänderung der Bahngeschwindigkeit verantwortlich
  • reine Richtungsänderung

Änderung des Geschwindigkeitsvektors

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19
Q

Radialbeschleunigung
Vektor

A
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20
Q

Radialbeschleunigung
Formel

A
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21
Q

Periodendauer

A

Die Zeit T für eine volle Umdrehung wird als Umlaufzeit oder Periodendauer bezeichnet.

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22
Q

Winkelgeschwindigkeit

A

Bei einer sich mit konstanter Drehzahl drehenden Scheibe werden in gleichen Zeiten gleiche Winkel überstrichen

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23
Q

Winkelgeschwindigkeit
Formel

A
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24
Q

Festlegung der Einheit der Kraft

A
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25
Q

Was ist die Gewichtskraft/ Gravitationskraft ?

A
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26
Q

Was ist die Dichte?

A
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27
Q

Kräfte als Vektoren

A

Die vollständige Beschreibung einer Kraft erfordert die Angabe ihres Betrages und ihrer Richtung

  • Kräfte sind Vektoren

Additionsaxiom
- Greifen an einem Körper in demselben Punkt gleichzeitig mehrere Kräfte an, so
erhält man die resultierende Kraft durch die vektorielle Addition sämtlicher
Einzelkräfte

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28
Q

Elastische Verformung

A
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29
Q

Federkonstante/ Richtgröße

A
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30
Q

Was ist Reibung?

A
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31
Q

Reibungskräfte

A
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32
Q

Was ist die Haftreibung?

A
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33
Q

Was ist die Gleitreibung?

A
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34
Q

Was ist Arbeit?

A

Wird ein Körper unter der Einwirkung einer Kraft F eine bestimmte s weit bewegt, so wird von der Kraft die Arbeit W verrichtet.

  • Diese Arbeit ist das Produkt aus den Beträgen des zurückgelegten Weges s und der Komponente der Kraft F in Richtung des Weges s.

oder

  • Die Arbeit ist gleich dem Produkt der Beträge der wirkenden Kraft F
    und der Komponente des Weges s in Richtung der Kraft F.
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35
Q

Arbeit (Diagramm)

36
Q

Arbeit Formel

37
Q

Arbeit Formeln + Einheit

38
Q

Was ist die Hubarbeit?

39
Q

Was ist die Reibungsarbeit?

40
Q

Was ist die Beschleunigungsarbeit?

41
Q

Elastische Verformungsarbeit

A

Auslenkung (Dehnung) einer Feder erfordert über s proportional zunehmende Kraft

42
Q

Elastische Verformungsarbeit
Formel

43
Q

Was ist Energie?

A
  • Gespeicherte Arbeit wird als Energie bezeichnet
  • Energie kann auf zwei Arten übertragen werden, entweder durch Verrichten von Arbeit oder durch Wärmeaustausch
44
Q

Potentielle Energie

45
Q

Umwandlung von Lageenergie

A

Umwandlung in Arbeit
- Hubarbeit
- z.B.: Flaschenzug
- Beschleunigungsarbeit
- z.B.: Freier Fall
- Verformungsarbeit
- z.B.: Sinkt an Feder
- Reibungsarbeit
- z.B.: Bremsschienen

46
Q

Potentielle Energie +
Formel

47
Q

Kinetische Energie +
Formel

48
Q

Energiesatz der Mechanik

49
Q

Energiesatz der Mechanik mit Beispielen

50
Q

Was ist Leistung?

51
Q

Definition des Wirkungsgrad

52
Q

Impuls und Kraftstoß

53
Q

Impluserhaltungssatz

54
Q

Kraftstoß

55
Q

Impulsänderung = Kraftstoß

56
Q

Impuls - Bewegungsenergie

57
Q

Stoßgesetze

58
Q

Gerade, zentraler, elastischer Stoß

59
Q

Stoß - Spezialfälle

60
Q

Unelastischer Stoß

61
Q

Problem mit IES UND EES lösbar?

62
Q

Unelastischer Stoß - Spezialfälle

63
Q

Was ist ein starrer Körper?

64
Q

Was ist das Massenträgheitsmoment?

65
Q

Erweiterte Bewegungsenergie

66
Q

Trägheitsmomente
Voll /-Hohlzylinder

67
Q

Trägheitsmomente
Dünner Ring/-Scheibe

68
Q

Trägheitsmomente
Kugelschale / Vollkugel

69
Q

Trägheitsmomente
Stab / Platte

70
Q

Präzisierung der kinetischen Energie

71
Q

Was sind Hauptträgheitsachsen und -momente?

A
  • Die beiden Rotationsachsen eines starren Körpers bei der das größte
    Trägheitsmoment und bei der das kleinste Trägheitsmoment wirkt,
    stehen stets orthogonal (senkrecht) aufeinander.
  • Diese beiden Achsen sowie eine dritte Achse, welche wiederum
    orthogonal zu diesen Achsen steht, werden Hauptträgheitsachsen
    genannt.
  • Die zu den Achsen gehörenden Momente werden als
    Hauptträgheitsmomente bezeichnet
72
Q

Was sind freie Achsen?

A
  • Eine „Freie Achse“ ist eine gedachte Linie, die durch den Massenmittel-
    punkt des Körpers geht. Die Hauptträgheitsachsen sind somit freie
    Achsen
  • Der Begriff „Freie Achse“ rührt daher, dass bei der Rotation eines
    Körpers um eine solche Achse keine Lagerreaktionen – somit keine
    Lagerkräfte – auftreten.
  • Eine „Lagerung“ eines Körpers ist somit bei der Rotation um eine freie
    Achse nicht erforderlich  Freie Achse
  • Lediglich die Rotation um die Achse des minimalen und maximalen
    Massenträgheitsmoments liefert eine stabile Rotation
73
Q

Hauptträgheitsachsen

74
Q

Was ist der Satz von Steiner?

75
Q

Satz von Steiner
Formel

76
Q

Arbeit bei Drehbewegungen

77
Q

Arbeit und Leistung bei Drehbewegungen
Formel

78
Q

Der Drehimpuls
Formel

79
Q

Definiton Drehimpuls

80
Q

Zusammenhang Drehimpuls - Moment

81
Q

Zusammenhang Drehimpuls - Massenträgheitsmoment

82
Q

Impulserhaltungssatz für Drehimpulse

83
Q

Drehstuhlvesuche 1+2

84
Q

Drehstuhlversuche 2+3

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