Physik für Chemiker

Question 1

4 Kinematische Formeln für konstante Beschleunigung:

Answer 1

v = v(0) + a t
x = x(0) + v(0) t + 0,5 a t²
v² = v(0)² + 2 a ( x - x(0))
mittleres v = ( v + v(0)) / 2

Question 2

Gravitation (Erde):

Answer 2

9,81 m/s²

Question 3

Zentripetalgeschwindigkeit + Beschleunigung + Kraft:

Answer 3

v = 2 pi r / t
|a| = w² r  = v² / r
Fzp = - m w² r

Question 4

Newton Axiome:

Answer 4

1. Trägheitsprinzip (ohne Einwirkung konstante Geschwindigkeit
2. Aktionsprinzip ( F = m a )
3. Reaktionsprinzip ( Wenn zwei Körper wechselwirken, dann wirken die Kräfte auf beide gleich stark in entgegen gesetzte Richtungen)

Question 5

Gravitationsgesetz:

Answer 5

F = G m1 m2 rvektor / r³

Question 6

Ekin:

Answer 6

Ekin = 0,5 m v²

Einheit: Joule

Question 7

Arbeit der Gravitationskraft:

Answer 7

F = m g

Question 8

konservative Kraft:

Answer 8

Konservative Kraft
Eine Kraft bezeichnet man als konservative Kraft, wenn
die durch sie an einem sich von einem Punkt zu einem
anderen bewegenden Körper verrichtete Arbeit nur von
der Anfangs- und der Endposition abhängt und nicht vom
gewählten Weg.

Question 9

Formel: Haft und Gleitreibung:

Answer 9

• Reibung
– Haftreibung (statische Reibung) Fs, max = μs N
– Gleitreibung (kinetische Reibung) F = μ N

Question 10

Keppler gesetze:

Answer 10

1Die Planetenbahnen sind Ellipsen. Die Sonne befindet
sich jeweils in einem der Brennpunkte.
2Die Verbindunglinie Sonne-Planet (“Leitstrahl”)
überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen.
3Die Quadrate der Umlaufzeiten der Planeten verhalten
sich zueinander wie die 3. Potenzen der großen
Halbachsen der Bahnellipsen.

Question 11

Epot:

Answer 11

Epot = m g h

Question 12

Epot für eine Feder:

Answer 12

Epot = 0,5 k x²

Question 13

Winkelgeschwindigkeit:

Answer 13

w = d θ / d t

Question 14

Was besagt die rechte Handregel?

Answer 14

Wenn die Rotationsachse parallel zum Daumens der rechten Hand verläuft und sich die Objekte in Richtung der Finger bewegen, dann zeigen die Vektoren von Winkelverschiebung und Winkelgeschwindigkeit in Richtung des Daumens.

Question 15

Winkelbeschleunigung:

Answer 15

a = d w / d t

Question 16

Bahngeschwindigkeit:

Answer 16

v = w x r (vektoriell)
v = w r

Question 17

Ekin bei Rotation:

Answer 17

Ekin = 0,5 Iw w²

Question 18

Drehmoment:

Answer 18

D = r F sinφ

D vektor = r vektor x F vektor

Question 19

Schwerpunktsgeschwindigkeit:

Answer 19

vs = w R

Question 20

Erot

Answer 20

Erot = 0,5 I w²

Question 21

Etrans

Answer 21

Etrans = 0,5 M v²

Question 22

Erollbewegung

Answer 22

Erollbewegung = 0,5 I w² + 0,5 M v²

Question 23

Impuls (geradlinig):

Answer 23

p = m v

Question 24

Drehimpuls:

Answer 24

vektoriell: Lvektor= r vektor x m * v vektor

L vektor = Iw * w vektor

Question 25

Frequenz: (schwingung)

Answer 25

v = 1 / T

Question 26

Harmonische Schwingung:

Answer 26

x(t) = xm cos ( w t + φ )

Question 27

harmonische Schwingung w:

Answer 27

w = 2 pi / T = 2 pi v

Question 28

Harmonische Schwingung Geschwindigkeit:

Answer 28

1. Ableitung der Wegformel | v (t) = −ω⋅ x sin( ω t + φ )

Question 29

Harmonische Schwingung Beschleunigung

Answer 29

2. Ableitung der Wegformel | a (t) = −ω² x cos( ω t + φ )

Question 30

Kraft der Harmonischen Schwingung:

Answer 30

``` F = - m ω² x F = - k x ```

Question 31

Wie lautet die Schwingungsgleichung?

Answer 31

m * x'' + k * x = 0

Question 32

Kraft Pendel:

Answer 32

F = -mg sin θ

Question 33

Ekin harmonischer Oszillator:

Answer 33

Ekin = 0,5 m v²

Question 34

Epot harmonischer Oszillator

Answer 34

Epot = 0,5 k u²

Question 35

Formel für Dämpfung bei Schwingungen

Answer 35

Fr = -b v

Question 36

Schwingungsgleichung eines gedämpften harmonischen Oszillators

Answer 36

m x'' + b x' + k x =0

Question 37

schwache, starke und kritische Dämpfung:

Answer 37

w > b / 2 m schwache Dämpfung w < b / 2 m starke Dämpfung w = b / 2 m kritische Dämpfung w² = k / m

Question 38

Bewegungsgleichung der erzwungenen Schwingung:

Answer 38

ma = - k x - b v + Fm cos ( w t ) - k x......Rückstellkraft - b v......Dämpfung Fm.....Antriebskraft m x'' + b x' + k x = Fm cos ( w t )

Question 39

harmonische Welle Formel:

Answer 39

``` y (x,t) = ym sin ( k x - w t ) y (x,t)........Auslenkung, Elongation ym.......Amplitude (kx-wt)....Phase w.....Kreisfrequenz ```

Question 40

Geschwindigkeit einer harmonischen Welle:

Answer 40

v = w / k = λ / T

Question 41

Huyghens‘sche Prinzip

Answer 41

``` Jeder Punkt, der von einer Primärwellenfront getroffen wird, kann als Ausgangspunkt einer neuen kugelförmigen Sekundärwelle angesehen werden. ```

Question 42

Fermat‘sche Prinzip:

Answer 42

``` Eine Welle läuft zwischen zwei Punkten stets längs eines Weges, bei dem die Laufzeit der Welle ein Extremum ist. ```

Question 43

Minima Einzelspalt:

Answer 43

a sin θ = m λ m = 1, 2, 3, ( Minimum)

Question 44

Coulombsches Gesetz:

Answer 44

F = q1 q2 rvektor / ( 4 pi eo r² r )

Question 45

Dielektrizitätskonstante:

Answer 45

ε0 = 8,85·10-12 C²/(Nm²)

Question 46

Gravitationsfeld:

Answer 46

gvektor = -G m rvektor / r³

Question 47

Ladungsverteilungen:

Answer 47

``` Punktladung: Ladung q Coulomb [C] Homogen geladener Stab: Lineare Ladungsdichte λ [C/m] Homogen geladene Fläche: Flächenladungsdichte σ [C/m2] Homogen geladenes Volumen: Raumladungsdichte ρ [C/m3 ```

Question 48

Einheiten und Formeln Kondensator:

Answer 48

``` E = q / ( εo A ) U = q d / (εo A ) = q / c C = ε0 A εr / d q = c u ``` ``` E.....elektrisches Feld C.....Kapazität d.....Abstand q.....Ladung U......Stromquelle Spannung (Volt) ```

Question 49

Arbeit um Kondensator zu laden:

Answer 49

W = q² / 2 C

Question 50

Dielektrika:

Answer 50

Isolierende Schicht zwischen den Platten | eines Kondensators.

Question 51

Plattenkondensator Kapazität:

Answer 51

C = εr ε0 A / d

Question 52

Einheiten (7) zu Strom:

Answer 52

``` p......spezifischer Widerstand U.......Spannung........Volt I.........Stromstärke....Ampere R........Widerstand....Ohm P........Leistung..........Watt Q.......geflossene Ladung...Coulomb W.......Energie ```

Question 53

Stromstärke:

Answer 53

``` I = Q / t I = U / R ```

Question 54

Leistung:

Answer 54

P = I U = R I² = U² / R

Question 55

Energie Strom:

Answer 55

W = P t

Question 56

spezifischer Widerstand:

Answer 56

R = p L / A A ist die Fläche L die Länge p ist der spezifische Widerstand

Question 57

Parallelschaltung Kondensatoren/Widerstände Kapazität:

Answer 57

Cges = C1 + C2 + C3

Question 58

Serienschaltung Kondensator/Widerstände Kapazität:

Answer 58

1/Cges = 1/C1 + 1/C2 +1/C3

Question 59

Kirchhoffsche Regeln:

Answer 59

1. Kirchhoff‘sche Regel (Knotenregel): In jedem Verzweigungspunkt ist die Summe der einfließenden Ströme gleich der Summe der herausfließenden Ströme. 2. Kirchhoff‘sche Regel (Maschenregel): Die Summe der Potenzialänderungen entlang jedes geschlossenen Stromkreises ist null.

Question 60

Lorentzkraft Formel

Answer 60

Fvektor = q vvektor x Bvektor vvektor. ....geschwindigkeit bvektor. ...magnetfekd q. .........ladung

Question 61

Spektrum elektromagnetische Wellen und Licht:

Answer 61

Licht: 400-700 nm EMW: 100-10 000 nm

Question 62

Brechungsgesetz:

Answer 62

sin alpha / sin beta = v1 / v2

Question 63

Zerstreuungslinse:

Answer 63

) (

Question 64

Sammellinse:

Answer 64

( )

Question 65

Linsengleichung:

Answer 65

1 / f = 1 / g + 1 / b

Question 66

Lenzsche Regel:

Answer 66

Die durch Induktion entstehenden Ströme, Felder und Kräfte behindern stets den die Induktion einleitenden Vorgang.

Question 67

Maxwell-Gleichung:

Answer 67

E = σ / ε