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Freie Hansestadt Bremen Schulnr.: Kursbezeichnung:
Die Senatorin für Bildung und Wissenschaft
Abitur 2014 - Physik Name:
Formelsammlung Physik
Mechanik
Kinematik
Geschwindigkeit t
s v
s dt
ds v
s
m v
Beschleunigung
t
v
a
v s dt
dv a
^
s²
m
a
0
0 0
2
v(t) a t v
a t v t s 2
1 s(t)
Dynamik
Impuls p mv
s
m p kg·
Kraft F m·a
t
p
F
p dt
dp F
^ ^
F N Newton
kg m N Gewichtskraft F m·g s²
s²
m
g 9 , 81
Federkraft nach Hooke (^) F D s
Reibungskraft
F (^) R = f · FN
f = Haft- bzw. Gleitreibungszahl
Luftwiderstandskraft c A ρ v²
2
FL W ρ^ : Dichte der Luft
Arbeit / Energie
W F· s
W Fds
W J Joule
J N·m Kinetische Energie m v² 2
W
Potentielle Energie W^ m·g·h
Spannenergie Ds² 2
W
Leistung t
W
P
P W Watt
m W N s
Kreisbewegung
Winkelgeschwindigkeit
v ω·r dt
d φ ω t
φ ω
T
2 π ω
s
Zentripetalbeschleunigung r
v² a ω²·r aω²r a
Zentripetalkraft r
m·v² FZ m·ω²·r, FZ
Die Senatorin für Bildung und Wissenschaft
Abitur 2014 - Physik
Mechanik
Gravitation
Gravitationskraft r²
m·m F γ·
1 2 G^
kg s²
m³
- Keplersches Gesetz 3 2
2 2 3 1
2 1
a
T
a
T
(^) a 1 , 2 : große Halbachsen
Potentielle Energie r
m ·m W Fdr γ
1 2
r
pot ^ G
Bezugspunkt im Unendlichen
Gesamtenergie auf
Kreisbahn (^2) r
m ·m W γ
1 2 ges ^ Bezugspunkt im Unendlichen
Gesamtenergie auf
Ellipsenbahn (^2) a
m ·m W γ
1 2 ges ^ a:^ große Halbachse
Thermodynamik
Universelle Gasgleichung p^ VnRT
p: Druck
V: Volumen
T: Temperatur in Kelvin
R: universelle Gaskonstante
molK
J
R 8 , 3145
Absolute Nullpunkts-
temperatur T 0
0 273 , 15 Cˆ 0 KT 0
- Hauptsatz der
Thermodynamik
U QW
isotherm: Q W
mit T = const.
isobar: Q UpV
mit p = const.
isochor: Q U
mit V = const.
U : Änderung der inneren
Energie
Q: Änderung der
Wärmeenergie
W: Änderung der
mechanischen Energie
Mittlere kinetische
Energie Wkin (^) , mittel Wkin
kT 2
W (^) kin, mittelWkin
k: Boltzmannkonstante
23 J
k 1,3806 10 K
Grundgleichung der
kinetischen Gastheorie
N Wkin,mittel 3
p V
N: Anzahl der Teilchen im
Volumen V
Entropieänderung T
Q
S
Wirkungsgrad
1
2
1
1 2
Q
Q
Q
Q Q
η
zugeführte Wärmeenergie Q 1 0
abgegebene Wärmeenergie Q 2 0
Die Senatorin für Bildung und Wissenschaft
Abitur 2014 - Physik
Magnetisches Feld
Kraft auf einen
stromdurchflossenen
Leiter
F = B · I ·
[B] = T Tesla
T =
V · s
m²
Lorentzkraft F = Q · v · B
Magnetfeld einer
Zylinderspule (^)
I· n B μ 0 μR· Am
Vs μ 4 π· 10
7 0
Arbeit / Energie
(Spule)
L I²
W (^) mag
Induktion
Induzierte Spannung
Selbstinduktion
dt
dI U (^) ind L·
A L μ 0 μR·n²·
A
Vs H
L H Henry
Hall-Spannung UH ^ vBb
b: Breite des
Hallstreifens
Schwingungen
Ungedämpfte, harmonische Schwingung
Zeit-Weg-Gesetz s(t) = ŝ · sin(t)
Zeit-Geschwindigkeit-
Gesetz
v(t) = (^) vˆ · cos (t)
v(t) = ŝ · · cos (t)
Zeit-Beschleunigung-
Gesetz
a(t) = ŝ · ² · sin(t)
a(t) = â · sin(t)
a(t) = ² · s(t)
Richtgröße D = m · ²
Energie des
harmonischen Oszillators
W=
1
2
m
2 sˆ
2
Gedämpfte Schwingung
Zeit-Weg-Gesetz s(t) = ŝ · e
-kt · sin (t)
Federpendel
Schwingungsdauer D
m T 2 π·
Fadenpendel
Schwingungsdauer g
T 2 π·
Elektrischer Schwingkreis
Thomsonsche
Schwingungsgleichung
T 2 π· LC
Die Senatorin für Bildung und Wissenschaft
Abitur 2014 - Physik
Wellen
Wellengleichung (^)
λ
x
T
t s(x,t) sˆ·sin 2 π
Ausbreitungsgeschwin-
digkeit einer Welle
c = · f
Doppler-Effekt
S
E
c v
c v f ' f
Interferenz bei Licht am Doppelspalt bzw. am Gitter
Maxima
d · sin (n)= n ·
(n = 0, 1, 2, 3, ...)
Minima
d · sin (n) = 2
2 n 1 ·
(n = 1, 2, 3, ...)
Spektralfarben
rot 660 nm – 780 nm
orange 595 nm – 660 nm
gelb 575 nm – 595 nm
grün 490 nm – 575 nm
blau 440 nm – 490 nm
indigo 420 nm – 440 nm
violett 390 nm – 420 nm
Relativitätstheorie
Lorentz-Transformationen
c²
v² 1
·x c²
v t
t'
c²
v² 1
x v·t x'
c ²
v² 1
·x' c²
v t'
t
c²
v² 1
x' v·t' x
y = y' z = z'
Ungestrichen sind die
Größen in dem System, in
dem der Beobachter ruht.
Gestrichen sind die Größen
in dem dazu relativ bewegten
System.
Längenkontraktion
c²
v²
k 1
Eigenlänge
(^) k kontrahierte Länge
Zeitdilatation
c²
v² 1
t' t
Minkowski-Diagramm
Einheit
c² v²
c² v² e ' e
v tan c
Winkel zwischen den
Bezugssystemen
Die Senatorin für Bildung und Wissenschaft
Abitur 2014 - Physik
Atom- und Kernphysik
Energie eines in einem
linearen Potentialtopf der
Breite a mit unendlich
hohen Wänden einge-
schlossenen Teilchens
·n² 8 ·m·a²
h² W (^) n
Absorptionsgesetz
kd I( d) I 0 e
Zerfallsgesetz
λt N( t) N 0 e
Atom- und Kernphysik
Aktivität
N(t) dt
dN(t) A( t)
λ t A( t) A 0 e
[A] = Bq Becquerel
1 Bq = s
Kernradius
3 r r 0 A r 0 = 1,46 · 10
- m A ist hier die Massezahl
Konstante Größen
Lichtgeschwindigkeit im Vakuum c = 2,998·
8
s
m
Schallgeschwindigkeit in Luft c^ S^ = 332
s
m
Gravitationskonstante ^ = 6,672·^
kg s²
m³
Elektrische Feldkonstante (^2)
0
12 0 μ c
Vm
As ε 8 , 854 10
Magnetische Feldkonstante ^0 = 4··^
Am
Vs
Elementarladung e = 1,602 · 10
Ruhemasse eines Elektrons me = 9,109 · 10
Ruhemasse eines Protons mp = 1,672 · 10
Ruhemasse eines Neutrons mn = 1,675 · 10
Atomare Masseneinheit u = 1,661 · 10
Plancksches Wirkungsquantum h = 6,626 · 10
Avogadro-Konstante NA = 6,022 · 10^
26
kmol
1
Absolute Nullpunktstemperatur T 0 0 ^273 ,^15 Cˆ^0 KT 0
Die Senatorin für Bildung und Wissenschaft
Abitur 2014 - Physik
SI - Vorsätze
Tera T 10
12 Milli m 10
Giga G 10
9 Mikro 10
Mega M 10
6 Nano n 10
Kilo k 10
3 Piko p 10
Mathematische Hilfsmittel
Dreieck
1 A = ·g·h 2
Kreis (^) U = 2· · r A = · r²
Kugel
3 π r 3
V
2 O 4 πr
Ellipsengleichung 1
b
y
a
x
2
2
2
2
Astronomische Daten
Mittlerer Erdradius r (^) E = 6371,04 km
Masse der Erde mE = 5,9736 · 10
24 kg
Mittlere Entfernung Erde – Sonne 1 AE = 1,496 · 10
11 m
