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Physik > Mechanik > Flashcards

Mechanik Flashcards

1
Q

Grundgrößen ?

A

Masse, Länge, Zeit

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Q

Präfixe

Yotta
Zetta 
Exa
Peta
Tera
Giga
Mega
Kilo
Hekto
Deka
Dezi
Zenti
Milli
Mikro
Nano 
Piko
Femto
Atto
Zepto
Yokto
A 
10^24
10^21
10^18
10^15
10^12
10^9
10^6
10^3
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3
Q

Newtonsche Axiome

  1. Newtonsches Axiom
  2. ”
  3. ”
  4. ?
A
  1. Trägheitsgesetz: jede Masse bleibt in Ruhe o. behält Geschw., wenn keine äußeren Einflüsse auf sie wirken (Kräfte)
  2. Dynamisches Grundgesetz: um Körper aus Ruhe zu bewegen braucht man Kraft, Änderung der Bewegung zur Kaft: proportional

F = m x a

  1. Wechselwirkungsgesetz / Reaktionsprinzip: jede KRaft hat immer eine gleich große entgegengesetzte Gegenrakft (actio = reactio)
  2. Kräfteparallelogramm
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4
Q

translation?

A

bewegung aller elemente eines systems in eine richtung –> änderung der lok. eines körpers in einem raum

  • durch krafteinwirkung auf schwerpunkt des körpers
  • körper hat impuls p = m x v
  • körper verfügt über tranlationsenergie: E (trans) = 0,5m x v^2
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5
Q

geschwindigkeit v

A

v = s/t –> quotient immer gleich, dann gleichförmige translation

km/h –> m/s: durch 3,6 dividieren

m/s –> km/h: 3,6 multiplizieren

1m/s = 3,6km/h

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6
Q

was, wenn körper sich auf gekrümmter bahn bewegt?

A

keine gleichförmige translation, gleichförmige translation: gerade

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7
Q

beschleunigung a

A

änderung der geschwindigkeit eines körpers

negative beschleunigung: abbremsen

a = v/t (m/s^2)

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8
Q

kraft F

A

durch kraft ändert körper v –> beschleunigung

F = m x a (Newton)

überwindung der trägheit –> trägheitskraft, alle kräfte sind vektoren

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9
Q

gewichtskraft F(G)

A

jene kraft, die auf eine masse auftrund der gravitation durch wechselwirkung eines anderen, sehr großen körper (planet, mond) wirkt

F(G) = m x g, ruft auch beschleunigung hervor, auf erde (erdbeschleunigung)

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10
Q

elastische reaktionskraft F(E)

A

jene kraft, mit der ein elastischer körper seiner verformung entgegenwirkt, feder wird durch gewicht nach unten gedehnt –> federkraft (hooksches gesetz): F(E) = d x X

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11
Q

reibungskraft F(R)

A

energiezehrender widerstand, wirkt an kontaktflächen zweier sich berührender fester körper –> hemmt relativbewegung zwischen beiden körpern

F(R) = μ x F(N)

F(N): normalkraft, drückt körper senkrecht auf seine unterlage
(schwerkraft) –> je höher F(N) –> umso höher reibung

μ: reibungskoeffizient, konstante (hängt ab von beschaffenheit d. körpers + unterlage, reibungsart)

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12
Q

reibungsarten:

  1. gleitreibung
  2. haftreibung
  3. rollreibung
A
  1. wirkt bei bewegung d. körpers relativ zur unterlage, geschwindigkeitsunabhängig, μ(Gl): klein
  2. wirkt bei ruhendem k., μ(H): groß, μ0: maximalwert
  3. k rollt auf unterlage, viel kleiner als μ(Gl)

–> μ(H) > μ (Gl)

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13
Q

schiefe ebenen und hangabtriebskraft

4 kräfte?

A

geradelinige bewegungen an schiefen ebenen, 4 versch. kräfte an k auf schiefer ebene:

  1. hangabtriebskraft Fa: aufteilung der Fg in normalkraft F(N) + Fa –> richtung parallel zur schiefen E.
  2. Reibungskraft F(R): wirkt Fa engegen, hält solange an bis Wert von Fa auf 0 reduziert wurde
  3. normalkraft F(N): tel von F(g) –> senkrecht zu Fa
  4. gewichtskraft Fg: gravitationskraft 9,81 m/s^2
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14
Q

α zwischen F(N) und Fg

A

sin(α) = Fa/Fg –> Fa = Fg x sin(α) = m x g x sin(α)

cos(α) = FN/Fg –> FN= Fg x cos(α) m x g x cos(α)

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15
Q

werte von sin x und cos x bei 0°, 30°, 60° und 90°

A

sin x: 0; 0,5; 0,5(Wurzel3); 1

cos x: 1; 0,5(Wurzel3); 0,5; 0

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16
Q

rotation

dazugehörige kräfte?

A

bewegungen, bei denen, sich alle punkte eines körpers um eine gemeinsame achse bewegen, würfel wird um winkel α gedreht –> eckpunkte verschieben sich auf kreisbahnen

je höher der winkel umso höher die entfernung d. eckpunktes zum drehpunkt –> längere kreisbahn

zentripetalkraft (wikt immer senkrecht zur geschwindigkeit, zeigt nach innen zum zentrum, strebt rotationsachse an)

gegenstück: zentrifugalkraft, wirkt auch senkrecht zur geschw., zeigt aber vom zentrum nach außen

F = m x v^2 / r = m x ω^2 x r

ω = v/r

17
Q

was passiert bei überlgerung von translation + rotation?

A

gekrümmte bahn

18
Q

analogien

Translation:

  1. weg s
  2. geschwindigkeit v = s/t
  3. masse m
  4. kin. E W(kin) = m x v^2/2
  5. impuls p = m x v
  6. Kraft F = m x a
A

Rotation:

  1. drehwinkel φ
  2. winkelgeschwindigkeit ω = φ/t
  3. trägheitsmoment J
  4. rotationsenergie: W(rot) = J x ω^2/2
  5. drehimpuls: L = J x ω
  6. Drehmoment: M = F x r
19
Q

gravitationskraft?

A

kraft die zwischen zwei massen wirkt

20
Q

wann wird F(G) stärker?

A

je größer die massen der beteiligten K. sind

21
Q

in welchem bezug steht die anziehungkraft F(G) zum abstand?

A

proportional zum quadrat des abstands

  • -> bei doppeltem abstand: kraft ist ein 1/4
  • -> bei dreifachem abstand: kraft ist 1/9
22
Q

dichte

formel?

A

ρ = m/V, charakterisiert größe für jeden homognen stoff (kg/m^3)

  • -> von menge des stoffes unabhängig
  • -> von temperatur abhängig: bei erhitzung, körper dehnt sich aus, nenner wird größer, dichte sinkt
23
Q

dichte von wasser?

A

1kg/L, gilt für 4°C –> höchste dichte, höheren und niedrigeren temp.: dichte kleiner –> anomalie des wassers bei eigentlich bei niedriger temp. hohe dichte

24
Q
  1. auftrieb

2. ardeimedisches prinzip

A
  1. ermöglichen durch verschiedene transportmittel sich in wasser fortzubewegen,

verdrängt körper einen stoff: erfährt auftrieb –> schwimmender eiswürfel

  1. F(A) = g x ρ x V, auftriebskraft und die gewichtskraft sind durch die verdrängte flüssigkeitsmenge gleich groß
25
Q

Erhaltungssätze der mechanik? (3)

A

A: Erhaltung der energie: E(kin) + E(pot) = konst,
es kann weder energie erscheffen noch vernichet, sondern nur ineinander umgewandelt werden

B: erhaltung d. impulses: p= konst,
gesamtimpuls ist konstant, auch wenn sich einzelimpulse verändern

C: erhaltung d. drehimpulses
L=konstant

26
Q

energie

A

ist die fähigkeit, arbeit zu verrichten

27
Q

kinetische energie?

formel?

A

man beschleunigt körper, die verrichtete arbeit ist in diesem körper als bewegegungsenergie (kin. E) gespeichert

E(kin) = m x v^2/2

potentielle E. / Höhenenergie: E(H) = m x g x h

28
Q

mech. arbeit

formel?

A

bewegung eines körper mit der kraft F entlag der strecke s

W = F x s (N x m = J)

29
Q

verschiedene formen von arbeit? (4)

A
  1. beschleunigungsarbeit: W(B), arbeit die verrichtet werden muss, um körper zu beschleunigen

W(B) = m x v^2/2

  1. huarbeit: W(H), arbeit die verrichtet werden muss, um körper um die höhe h zu heben

W(H) = m x g x h

3 spannungsarbeit W(s): arbeit zum dehnen od. stauchen eines elastischen gegenstandes

W(s) = D x x^2/2

  1. reibungarbeit W(R): Arbeit, die man leisten muss, um reibung zu überwinden

W(R): μ x F(G) x s

30
Q

gesetz von bernoulli

A

beziehung zw. strömungsgeschw. von einer flüssigkeit, dem herschenden druck p und der relativen höhe z gegenüber einem bezugspunkt

31
Q

wasser an engstelle?

A

druck geringer, höhere geschwindigkeit –> hydrodynamisches paradoxon!

ρ x v^2/2 + p = const

32
Q

kontinuitätsgleichung von bernoulli?

A

volumenstärke (im rohr): I = A x v = const. (A = pi x r^2)

  • -> Rohr mit unterschiedl. querschnitten: v muss an engstellen größer sein!
  • -> bei steigendem v: Druck geringer

I = const.,
wenn wasser kontinuierlich durch rohr fließt –> Volumenstärke überall im rohr gleich groß,

33
Q

druck p

A

verhältnis von kraft zur querschnittfläche p = F/A

N/m^2 = kg/ms^2

34
Q

wieso schwimmt eis?

A

eis verdängt im wasser umliegende flüssigkeit –> erfährt dadurch auftriebskraft, die gleich stark aber in entgegengesetzte richtung der gewichtskraft des verdrängende wassers ist –> eis hat geringere dichte als wasser, das verdrängende gewicht ist größer als eigengewicht –> auftriebskraft ist stärker als gewichtskraft –> eis schwimmt

35
Q

hydrostatisches paradoxon?

A

druck und auftrieb nur von höhe der säule und dichte des mediums abhängig, nicht von form!

p = ρ x g x h

36
Q

gleichförmige geradliniege translation

A

s(t) = v x t + s0

37
Q

gleichmäßig beschleunigte translation

A

körper wird durch beschleunigung gleichmäßig schneller:

v(t) = a x t + v(0)

zusammenhang von weg und zeit:

s(t) = a/2 x t^2 + v0 x t + s0

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