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Physik > Mechanik > Flashcards

Mechanik Flashcards

1
Q

In welche Arten kann die Mechanik eingeteilt werden?

A

Kinematik und Dynamik

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Q

Was ist die Kinematik?

A

Bewegungsgesetze ohne Kräfte

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3
Q

Was ist die Dynamik?

In welche Arten kann die Dynamik noch eingeteilt werden?

A

Wirkung von Kräften

Statik und Kinetik

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4
Q

Was ist die Statik?

A

Kräfte sind im Gleichgewicht, ruhender Körper

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5
Q

Was ist die Kinetik?

A

Kräfte verändern den Bewegungszustand

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6
Q

Formel der Geschwindigkeit + Einheit:

A

v = s/t

m/s

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7
Q

Formel der Beschleunigung + Einheit:

A

a = v/t

m/s²

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8
Q

Formel vom Impuls + Einheit:

A 
p = m * v
kg*m/s = Ns Newtonsekunde
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9
Q

Formel der Kraft + Einheit:

A 
F = m*a
kg*m/s² = N Newton
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10
Q

Was ist das Superpositionsprinzip?

A

auf einen Körper wirken mehrere Kräfte;

verhält sich aber so, als ob nur eine Kraft auf ihn wirken würden

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11
Q

Was sind Erhaltungsgrößen?

A

physikalische Größen, die weder vernichtet nicht erzeigt werden können

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12
Q

Welche zählen zu den Erhaltungsgrößen?

A

Energie;
Impuls;
Drehimpuls;
elektrische Ladung;

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13
Q

Wie heißen die Newton’sche Axiome?

A
  1. Trägheitsprinzip
  2. Aktionsprinzip
  3. Reaktionsprinzip
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14
Q

Trägheitsprinzip (kurz erklären)

A

Körper, auf die keine Kraft wirkt, bewegen sich geradlinig gleichförmig oder sind in Ruhe

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15
Q

Aktionsprinzip (kurz erklären)

A

F = m*a

wirkt eine Kraft auf einen Körper, wird dieser beschleunigt

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16
Q

Reaktionsprinzip (kurz erklären)

A

Actio = Reactio
wirkt Körper A auf B eine Kraft aus, so wirkt B auf A eine gleich große Kraft aus in die andere Richtung

F1 = -F2

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17
Q

Was ist die Energie?

Einheit, Einteilung, Formel

A

Einheit = Joule (J) = kg*m²/s²
Potentielle und Kinetische Energie
Eges = Epot + Ekin
Gesamtenergie kann weder vermehrt noch vermindert werden

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18
Q

Was ist Epot?

A

Potentielle Energie;
= Energie der Lage
> steigt mit Masse und Höhe des Körpers
Epot = mgh

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19
Q

Erdbeschleunigung:

A

g = 9,81 m/s²

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20
Q

Andere Art der Epot:

A

Lage einer Feder;
je weiter eine Feder gedehnt ist, desto mehr Epot hat sie
Epot = k * x²/2

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21
Q

Was ist Ekin?

A

Kinetische Energie;
= Energie der Bewegung
2 Arten:
Translation & Rotation

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22
Q

Translation:

A

Energie hängt von Masse & Geschwindigkeit ab

Ekin = m * v²/2

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23
Q

Rotation:

A

Energie hängt von Winkelgeschwindigkeit, Masse und Masseverteilung ab
Ekin = I * w²/2
I … Trägheitsmoment
w … Winkelgeschwindigkeit

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24
Q

Arbeit W

kurze Definition, Einheit, Formel

A

= Energiemenge, die bei einem Vorgang umgewandelt wird;
Einheit = Joule
W = F * s => Arbeit = Kraft * Weg

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25
Q

Welche Arten von Arbeit gibt es?

A

Hubarbeit;
Beschleunigunsarbeit;
Reibungsarbeit;
Verformungsarbeit

26
Q

Welche andere gebräuchlichen Einheiten von Arbeit gibt es noch?

A

> Nm
kWh
Ws
SI-Einheit = kg*m²/s²

27
Q

Leistung P

kurze Definition, Einheit, Formel

A

= wie viel Arbeit pro Zeit verrichtet wird;
Einheit = Joule/Sekunde = Watt (W);
P = W/t => Leistung = Arbeit pro Zeit

28
Q

Impuls p

Formel, kurze Definition

A

p = m * v;

beschreibt den geradlinigen Bewegungszustand eines Körpers

29
Q

Drehimpuls L

Formel, kurze Definition

A

L = r * p

drehender Bewegungszustand

30
Q

Winkelgeschwindigkeit Formel

A

w = winkel phi / t

31
Q

Winkelbeschleunigung Formel

A

a = w / t

32
Q

Welche Kräfte gibt es bei der Rotation?

A

Zentripetalkraft & Zentrifugalkraft

33
Q

Zentripetalkraft:

A

> senkrecht zur Geschwindigkeit

> zeigt zum Zentrum

34
Q

Zentrifugalkraft:

A

> senkrecht zur Geschwindigkeit

> zeigt vom Zentrum nach außen

35
Q

Kraft der Rotation Formel:

+ 2 Beispiele der Größenänderungen

A

F = m * v²/r = m * w² * r

je größer v & m, desto größer F
je größer r, desto kleiner F

36
Q

4 Grundkräfte der Physik:

A

1) Gravitation (=Schwerkraft)
2) Elektromagnetische Kraft
3) starke Kernkraft
4) schwache Kernkraft

37
Q

Gravitationsgesetz:

A

F = G * (m1*m2)/r²

einer der Massen *2 => F * 2
r * 2 => F * 1/4

38
Q

Gewicht

kurze Definition, Formel

A

die Kraft, mit der Körper von einem anderen angezogen wird = Gewichtskraft
F = m*g

39
Q

Gewicht und Masse

A

Gewicht ≠ Masse

Gewicht:
> vektorielle Kraft
> von Ort abhängig
> Eineheit = Newton

Masse:
> skalare Eigenschaft
> immer gleich
> Einheit = kg

40
Q

Reibung

kurze Definition, Formel, Arten

A

Material abhängig => raue oder glatte Oberfläche
wie viel Kontaktfläche, wie stark zusammengedrückt
Reibungskraft = direkt proportional zur Normalkraft

FR = µ * FN

Haftreibung, Gleitreibung und Rollreibung

41
Q

Haftreibung:

A

stärkste Art von Reibung;
2 Körper aneinander haften => Körper in Ruhe
v = 0

42
Q

Gleitreibung:

A

2 Körper aufeinander gleiten

v ≠ 0

43
Q

Rollreibung:

A

1 Körper rollt auf anderem

schwächste Art der Reibung

44
Q

Druck p

Formel, Einheit, eine Art

A

p = F/A
Einheit = N/m² = kg/m*s² = Pascal (Pa)
Schweredruck

45
Q

Schweredruck Definition:

A

auf Körper wirkt Gravitationskraft, liegt mit gewissen Grundflächen auf
=> umso größer, je kleiner die Querschnittsfläche
Flüssigkeiten können nicht zur Seite ausweichen
=> in Flüssigkeitssäule Schweredruck
=> wirkt in allen Richtungen gleich, steigt mit Tiefe

46
Q

Elastischer Stoß:

A 
keine Interaktion zwischen den Partnern;
gerader Zusammenstoß:
Impuls des einen Körpers auf den anderen übertragen
nicht gerader Zusammenstoß:
Impulszerlegung erforderlich
ein vollkommener elastischer Stoß:
hier gilt auch die Energieerhaltung
47
Q

Unelastischer Stoß:

A

irgendeine Form der Interaktion zwischen Partnern:
Zerbrechen, verformen, zusammenkleben, etc.

Bsp.:
viel Energie in Reibungswärme umwandeln
=> Stoßdämpfer

48
Q

Mechanik in der Medizin:

A

Blutdruck => Druck mit entsprechenden Größen
Reibung => Gelenke abnutzen; Gewebe verfestigen
Hebelgesetz => überall im Körper

49
Q

Hebelgesetz Formel:

A

F1 * r1 = F2 * r2

50
Q

Translation:

A 
Körper wird entlang einer Kurve/Gerade verschoben, nicht gedreht;
einfachster Fall:
gleichförmige, geradlinige Translation:
v = konstant
a = 0
s(t) = v*t+s0

gleichmäßige, beschleunigte Translation:
a = konstant
v = nimmt gleichmäßig ab/zu
v(t) = a*t+v0

51
Q

Allgemeine Beschleunigungsgleichung:

A

s(t) = a/2 * t² + v0*t + s0

52
Q

Rotation:

A

= Bewegung eines Körpers auf Kreisbahn;
Körper wird um eine Achse gedreht;
Winkel in Bogenmaß gemessen = Radianten
Winkel φ = Bogenlänge (b) / Radius (r)

53
Q

Radianten (rad) und Grad (°) Umrechnung:

A

rad - 0 - π - 2 π

Grad - 0° - 180° - 360°

54
Q

Dichte ρ

Formel und Einheit

A 
ρ = m/V   =>   m = ρ  * V
Si-Einheit = kg/m³
55
Q

Auftrieb

A

Körper verdrängt einen Stoff -> treibt auf

Auftriebskraft > Gewichtskraft
ρ-Wasser < ρ-Körper
Körper sinkt

ρ-Wasser = ρ-Körper
Körper bleibt

ρ-Wasser > ρ-Körper
Körper steigt auf

56
Q

Archimedisches Prinzip:

A

Auftriebskraft durch Flüssigkeit & Gewichtskraft der verdrängten Menge = vom Betrag gleich groß

57
Q

Auftriebskraft Formel:

A

FA = V * ρ * g

58
Q

hydrostatisches Paradoxon

A

Schweredruck der Flüssigkeitssäule hängt nur von der Höhe der Säule und Dichte des Mediums ab, nicht von der Form

59
Q

Gesetz von Bernoulli

A

höhere Geschwindigkeit des Mediums = geringerer Druck

60
Q

Gesamtdruck Formel:

A

ρ * v²/2 + p = konstant

61
Q

Dynamischer Druck:

A

ρ * v²/2

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