0.0.1 ↑ Formelsammlung zur 1. Schulaufgabe
0.0.1.1 ↑ Geradlinige Bewegungen ohne Anfangsgeschwindigkeit
Gleichförmige Bewegung | Gleichmäßig beschleunigte Bewegung ohne Anfangsgeschwindigkeit | Gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit |
---|---|---|
a(t) = 0; | a(t) = \mathrm{const.}; | a(t) = \mathrm{const.}; |
v(t) = \mathrm{const.}; | v(t) = at; | v(t) = at + v_0; |
x(t) = vt; | x(t) = \frac{1}{2}at^2; | x(t) = \frac{1}{2}at^2 + v_0t; |
v^2(x) = 2ax; | v^2(x) - v_0^2 = 2ax; |
Sonderfall Freier Fall: a = -g; v_0 = 0;
Sonderfall Wurf: a = -g; v_0 = \text{Abwurfgeschwindigkeit};
Bremsung: x_{\text{Br}} = -\frac{v_0^2}{2a}; a = -\frac{v_0^2}{2x_{\text{Br}}};
0.0.1.2 ↑ Grundgleichung der Mechanik
F = am;
a > 0; ⇒ F ist in Bewegungsrichtung;
a < 0; ⇒ F wirkt gegen die Bewegungsrichtung;
0.0.1.3 ↑ ATWOODsche Fallmaschine
Seilkraft in einem beliebigen Punkt...
- ...im Gleichgewicht:
F_S = mg; (m ist je die gleiche Masse links und rechts.)
- ...nicht im Gleichgewicht:
F_S = F_G + F_{\text{Beschl.}}; (F_G ist die Gewichtskraft der Masse, die an dem Seilzweig, auf dem der ausgewählte Punkt liegt, hängt. F_{\text{Beschl.}} ist die Kraft, die dann zur Beschleunigung führt, F_{\text{Beschl.}} = \text{"`Alle Massen"'} \cdot \text{Gesamtbeschleunigung};)
0.0.1.4 ↑ Schiefe Ebene
Hangabtriebskraft: F_H = mg\sin\alpha;
Normalkraft: F_N = mg\cos\alpha;
Reibungskraft: F_R = \mu{}F_N = \mu{}mg\cos\alpha;
0.0.1.5 ↑ Mechanische Arbeit
Durch Leisten von Arbeit (Variablenname W, Einheit \left[W\right] = 1\mathrm{J} = 1\mathrm{Nm} = !\mathrm{Ws};) wird die Energie (Variablenname E, Einheit \left[W\right] = \left[E\right];) eines Körpers verändert.
- Allgemein: Gleiche Kraft- und Bewegungsrichtung
W = Fs; \left[W\right] = 1\mathrm{J} = 1\mathrm{Nm} = 1\mathrm{Ws};
- Allgemein: Winkel der Größe \alpha zwischen den Vektoren
W = Fs\cos\alpha;
- Lageenergie
E_{pot} = mgh;
- Federenergie
E_F = \frac{1}{2}Ds^2;
Federhärte: D = \frac{F}{s};
Dehnung einer vorgespannten Feder: W = \frac{1}{2}D\left(s^2 - s_0^2\right);
- Kinetische Energie
E_{kin} = \frac{1}{2}mv^2;