Physik 2024 Mechanik Abi Flashcards
Gravitation
Gravitation bedeutet eine Massenanziehung. Sie bewirkt, dass sich zwei Körper aufgrund ihrer Masse wechselseitig mit der gleichen Kraft anziehen.
Gravitationsfeldstärke (Gravitation)
Die Gravitationsfeldstärke gibt an, wie groß die Gravitationskraft F auf einen Probekörper der Masse m im Gravitationsfeld ist.
Feld (Gravitation)
Ein Feld ist ein Raum mit einer Kraftwirkung auf einen geeigneten Probekörper. Hierbei ist eine Masse nötig, um ein Gravitationsfeld aufgrund einer Kraftwirkung nachzuweisen.
Impuls
Der Impuls ist eine physikalische Größe, die verwendet wird um die Bewegung eines Körpers zu beschreiben. Es beschreibt die Masse, die Richtung und die Geschwindigkeit eines Körpers.
Kraftstoß (Impuls und Kraft)
Der Kraftstoß kennzeichnet die Wirkung einer Kraft über eine bestimmte Zeit auf einen Köper.
Impulsenthaltungssatz (Impuls und Kraft)
In einem kräftemäßig abgeschlossenen System bleibt der gesamte Impuls erhalten.
elastischer Stoß
Der Stoß ist dabei elastisch, wenn keine Energie in innere Energie umgewandelt wird.
Die Energie beim elastischen Stoß bleibt also erhalten.
unelastischer Stoß
Bei einem Stoß treffen zwei Körper aufeinander und es kommt zu einer Wechselwirkung zwischen diesen.
Ein Teil der Energie wird in andere Energieformen umgewandelt.
Gravitationsgesetz
Zwischen zwei Körpern wirken aufgrund ihrer Massen anziehende Kräfte, die gleich groß und entgegengesetzt gerichtet sind.
Arbeit im Gravitationsfeld
Die Kraft, mit der von einem Zentralkörper der Masse M ein Körper der Masse m angezogen wird, ist gleich der Gravitationskraft zwischen dem Zentralkörper und diesem Körper.
Stoß (Dynamik)
Ein Stoß ist ein Vorgang, bei dem zwei oder mehr Körper eine Kraft aufeinander ausüben. Als Konsequenz ändern die beteiligten Objekte ihren Bewegungszustand.
Schwingung
Führt ein Körper periodische Hin- und Herbewegungen um eine Ruhelage aus, so heißt diese Bewegung Schwingung.
( Die Bewegung ist periodisch; die Bewegungszustände wiederholen sich in gleichen Zeitabständen gleich oder ähnlich )
Schwingungsdauer/ Periodendauer (Schwingung)
Die zeitliche Dauer einer vollständigen Schwingung. Werden “ n “ vollständige Schwingungen in der Zeit “ t “ ausgeführt.
T = t / n , t = T * n
Schwingungsweite/ Amplitude (Schwingung)
Der Betrag der Elogation (= größte Auslenkung (in y-Achse))
Gedämpfte und Ungedämpfte (Schwingung)
Eine Schwingung mit konstanter Amplitude heißt umgedämpft. Nimmt die Amplitude mit der Zeit ab, so heißt die Schwingung gedämpft.
- Dämpfung entsteht durch den ständigen unvermeidlichen Energieverlust aufgrund von Reibungskräften, die auf die bewegten Körper wirken.
Rücktreibende Kraft (Schwingung)
Die stets zur Ruhelage hin wirkende Kraft heißt rücktreibende Kraft. Sie wirkt sich auf die Bewegungsrichtung entgegen.
F (rück) = -D * s
Hookesches Gesetz (Schwingung)
Das Hookesche Gesetz beschreibt die Wirkung einer Kraft auf elastische Körper. Es besagt, dass die einwirkende Kraft immer proportional zur Auslenkung ist.
( elastische Körper; ist ein Körper, der nach einer Belastung durch Zug und Druck in seine ursprüngliche Lage zurück geht. )
Eigenschaften einer Schwingung
Eine Schwingung ist eine periodische Hin- und Herbewegung eines Körpers um eine Ruhelage.
Die Schwingungsdauer oder Periodendauer T ist die Zeit zwischen zwei aufeinanderfolgenden gleichen Schwingungszuständen.
Die Frequenz f einer Schwingung ist der Quotient aus der Anzahl n der Schwingungen und der dazu benötigten Zeit t: f = n / t.
Für Schwingungsdauer T und Frequenz f gilt: f = 1/T.
Der Betrag der maximalen Elongation y(t) des Ozillators aus der Ruhelage heißt Amplitude.
Lineares Kraftgesetz (Schwingung)
Wird das Hookesche Gesetz auf schwingende Körper angewandt, spricht man von linearen Kraftgesetz.
( Immer wenn dieser gültig ist, kann man von einer harmonischen Schwingung sprechen )
F = -D * s
- Rückstellkraft F ist proportional zur Auslenkung des Schwingers
- Federkonstante D, hängt von Material und Form der Feder ab. Sie ist konstant.
D = Kraft F/ Längenänderung s =
F / s (2) - s (1)
Harmonische Schwingung
Eine harmonische Schwingung zeichnet sich durch eine lineare Rückstellgröße aus und kann durch eine sinusförmige Funktion beschrieben werden.
- Eine harmonische Schwingung führt die gleiche Bewegung aus wie die Projektion einer gleichförmigen Kreisbewegung. Der Radius entspricht die Amplitude, die Umlaufzeit der Schwingungsdauer T.
Für die Elongation gilt:
y(t) = Amplitude * sin ( wt )
y(t) = Amplitude * cos ( wt ) - Die rücktreibende Kraft auf den schwingenden Körper ist entgegengesetzt gerichtet und betraglich proportional zur Auslenkung des Körpers aus der Ruhelage:
F (rück) = -D * s
Überlagerung zweier Harmonischen Schwingungen
- Die Überlagerung zweier harmonischen Schwingungen mit gleicher Frequenz ist eine harmonische Schwingung derselben Frequenz.
- Die Überlagerung zweier harmonischen Schwingungen unterschiedlicher Frequenz ist keine harmonische Schwingung.
Erzwungene Schwingung/ Resonanz
Bei einer erzwungenen Schwingung wird ein schwingungsfähiges System durch einen äußeren Erreger zum schwingen geregt. Der Schwinger schwingt stets mit der Erregerfrequenz f.
Resonanzfrequenz (Schwingung)
Die Frequenz um das System in Resonanz ( erzwungene Schwingung ) zu versetzen.
