Physik

LogoPhysik

2007-06-13T10:50:00.001-07:00

Masse, Volumen, Dichte

2007-05-23T07:03:00.000-07:00

Masse

Die m(Masse) ist ortsunabhängig immer gleich.

Auf dem Mond würde die Balkenwaage weniger wiegen.

Auf dem Mond ist weniger Schwerkraft.

Die Anziehungskraft hängt mit der Masse zusammen.

Eine Masse von 100g(0,1kg) wird auf der Erde mit einer Kraft von 1 Newton(N) angezogen. Auf dem Mond ist die Anziehungskraft ca. 0,167N. Damit ergibt sich für die Erde ein Umrechenfaktor von etwa 10. Die genauen Werte schwanken zwischen 9,78 am Äquator und 9,83 am Nordpol, in Mitteleuropa 9,81.

Dichte

Dichte=Masse/ Volumen

Der Wickelkondensator (Bild)

2007-05-23T06:54:00.000-07:00

Der Widerstand (komplett)

2007-05-23T06:52:00.000-07:00

Der Widerstand ist eine Größe, die den Strom am Fließen hindert. Er ist der Quotient aus Spannung (U) und Stromstärke (I).

R=^U/_I

Die Einheit des Widerstands wird in Ohm angegeben (Ω).

Der Widerstand hängt vom Material (Sorte), dem Durchmesser und der Länge des Drahtes ab.

Der Widerstand wird größer, wenn der Draht länger ist oder wenn die Temperatur größer wird(Ausnahme: Konstantan). Der Widerstand wird kleiner, je größer der Durchmesser des Drahtes ist.

Spannung

2007-05-23T06:47:00.001-07:00

Spannung ist die Größe, die angibt, mit welcher „Kraft“ sich die geladenen Teilchen anziehen. Sie wird in Volt [V] gemessen. Die Spannung wird immer zwischen zwei Punkten gemessen. Dies geschieht mit einer Parallelschaltung.

Die Spannung fällt in einem Stromkreis über die Verbraucher ( Bsp.: Draht) ab.

Die Spannung kann sich als Abstand zwischen zwei Punkten vorgestellt werden.

Parallelschaltung

2007-05-23T06:33:00.000-07:00

Parallelschaltung: Bei der Parallelschaltung existieren mehrere Stromkreise parallel: Wenn ein Stromkreis unterbrochen wird, fließt in den anderen Stromkreisen der Strom weiter .

Reihenschaltung

2007-05-23T06:31:00.000-07:00

Reihenschaltung: Der Strom fließt nacheinander durch den ganzen Stromkreis. Bei der Unterbrechung fließt kein Strom mehr. (Bsp.:Christbaumbeleuchtung)

Thermometer

2007-05-21T09:34:00.000-07:00

Ein Thermometer besteht aus einem kleinen Röhrchen und einer Skala. In dem Röhrchen befindet sich ein sich ausdehnender Stoff, der sich je nach Temperatur ausdehnt oder zusammenzieht. Wenn er sich zusammenzieht (Kälte), sinkt der Stoff im Röhrchen nach unten, da er nicht so viel Platz benötigt, wenn er sich ausdehnt (Wärme), steigt der Stoff im Röhrchen nach oben, da er Platz braucht. Am jeweiligen Stand kann man an der Skala abmessen, wie hoch die Temperatur ist.

Um eine Skala für die verschiedenen Temperaturwerte auf einem Thermometer aufzustellen, sind zwei Punkte auf der Skala notwendig.

Celsius:

0°C entspricht dem Gefrierpunkt von Wasser.
100°C entsprechen dem Siedepunkt von Wasser.

Kelvin:

0K entspricht dem absoluten Nullpunkt, der niedrigsten Temperatur die es gibt, bei der auch Luft flüssig wird. Sie beträgt -273,15°C. Bis heute wurde diese Temperatur aber noch nie erreicht,

Fahrenheit:

0°F entspricht der Temperatur von einem Eis-, Salmiak- und Wassergemisch (-18°C).
100°F ist die Durchschnittskörpertemperatur des Menschen (37°C).

Ein Überblick über verschiedene Wertevergleiche von Celsius, Fahrenheit, Kelvin:

Celsius	Fahrenheit	Kelvin
-20	-4	253
-10	14	263
0	32	273
10	50	283
20	68	293
30	86	303
40	104	313
50	122	323
60	140	333
70	158	343
80	176	353
90	194	363
100	212	373

Temperatur

2007-05-21T09:33:00.001-07:00

Mit der Temperatur wird die kinetische Energie von Atomen und Molekülen dargestellt. Je höher die kinetische Energie von Atomen und Molekülen ist, desto höher ist die Temperatur. (kinetische Energie = Bewegungsenergie) Die Temperatur wird in °C (Celsius), K (Kelvin) und °F (Fahrenheit) gemessen.

Theorien zum Magnetismus

2007-05-21T09:08:00.000-07:00

Feststellungen:

elektrische Ströme erzeugen Magnetfelder

teilt man einen Magneten, entstehen zwei neue:

Erklärung:

In Magnet befinden sich viele ausgerichtete Elementarmagnete.
Teilt man nun einen Magneten, sieht das im inneren wie folgt aus:

Die Elementarmagnete bleiben aber trotzdem ausgerichtet, deshalb gibt es zwei Nord- und Südpole.

erhitzt man einen Magneten, so verschwindet der Magnetismus:

Erklärung:

Beim Erhitzen stoßen sich die Elementarteilchen (Atome) durch voneinander ab(kinetische Energie/Bewegungsenergie). So auch die Elementarmagnete:

streicht man mit einem Magneten über unmagnetisches Eisen (eine Nadel, Nagel, …), so wird dieses magnetisch:

Erklärung: Beim Streichen richten sich die Elementarmagnete so aus, dass ein Magnetfeld entsteht.

Definition eines Magnetes

2007-05-21T09:05:00.000-07:00

Magnete:

Magnete haben Nord- und Südpol.

Ungleiche Pole ziehen sich an, gleichnamige stoßen sich ab.
Eisen, Nickel und Kobalt reagieren auf Magnete.

Magnete sind aus Eisen.

Man erzeugt Magnetismus in anderen eisenhaltigen Stoffen, in dem man mit einem Magneten mehrmals in gleicher Richtung darüber hinwegreibt.

Messung von Spannung (U) und Stromstärke (I)

2007-05-20T03:54:00.000-07:00

Die Spannung U wird immer in einer externen Parallelschaltung, die Stromstärke I in den einzelnen Abzweigungen (außer der für die Messung der Parallelschaltung) gemessen.

Die Kirchhoff'schen Gesetze

2007-05-20T03:00:00.000-07:00

Knotenregel

"Der Strom, der in einer Abzweigung fließt, ist genau so groß, wie der abfließende Strom. Bei mehreren Ab- und Zuflüssen müssen diese addiert werden."

Erklärung: In der ersten Abbildung sieht man einen Ausschnitt eines Stromkreislaufes. Der Strom, der zu Punkt x fließt, ist genauso groß wie der Strom, der Punkt x verlässt. Daraus folgt: I1 = I2 In der zweiten Abbildung ist nun nicht mehr nur ein Zufluss zu sehen, sondern mehrere. Da die Summe der Zuflüsse der Summe der Abflüsse entspricht, ergibt sich folgendes: I1 = I2 + I3

Bei komplexeren Stromkreisläufen (siehe Abbildung) ergibt sich folgendes:

I1 = I2 + I3 oder I4 + I5 = I6

weitere Abbildungen

Maschenregel

"Die Summe aller vorzeichenbewerteten Spannungen in einer Masche ist immer gleich null."

In der nebenstehenden Zeichnung ist diese Regel erläutert: Der Strom bewegt sich in eine Richtung. Nur bei der Stromquelle ergibt sich ein Spannungsabfall in die entgegengesetzte Richtung. Laut der Regel kann man folgende Gleichung aufstellen:

U1 + U2 + U3 - U4 = 0

Daraus ergibt sich auch: Während dem Durchlauf durch einen geschlossenen Stromkreis passiert das Elektron die vollständige Spannungsdifferenz.

Quellen:
http://www.amplifier.cd/Tutorial/Grundlagen/Maschenregel.htm
http://www.amplifier.cd/Tutorial/Grundlagen/Knotenregel.htm

4t Elektromotor

2007-05-18T06:56:00.001-07:00

zum Abspielen der Animation auf das Bild klicken.

Je mehr Anker ...

... desto besser startet der Motor.

Physikalische Symbole und Einheiten

2007-05-18T03:32:00.000-07:00

Art	Symbol	Maßeinheit
Stromstärke	I	A (Ampère)
Spannung	U	V (Volt)
Widerstand	R	$Ω (Ohm)$

Widerstandsmessung in einer Parallelschaltung

2007-05-18T03:04:00.000-07:00

Wollen wir in einer Parallelschaltung einen Widerstand von 7

Ω herstellen, so müssen wir die folgende Regeln beachten:

$1 : R Ges = (1 : R 1) + (1 : R 2) + (1 : R 3)$

Da wir nur 50

Ω, 10

Ω und 5

Ω Widerstände zur Verfügung haben, müssen wir folgende Werte in die Gleichung einsetzen, um (1 : R Ges) auf 7

Ω zu bringen.

$1 : R Ges$ ≈ $(1 : 50) + (1 : 50) + (1 : 10)$

Also entspricht R1 50

Ω, R 250

Ω und R 310

Ω.

Widerstandsmessung in einer Rheienschaltung

2007-05-18T02:51:00.000-07:00

Wenn wir in einer Reihenschaltung einen Widerstand von 70

Ω herstellen wollen, müssen wir folgendes Gesetz für die Widerstände in einer Reihenschaltung beachten:

$R Ges = R 1 + R 2 + R 3$

Da wir nur Widerstände von 50

Ω, 10

Ω und 5

Ω haben, benötigen wir drei Widerstände: einen 50

Ω Widerstand und zwei 10

Ω Widerstand. Denn wenn man diese addiert, ergibt sich folgende Rechnung:

$R Ges = 50$ $Ω + 10$ $Ω + 10$ $Ω = 70$ $Ω$

In der nebenstehenden Abbildung wird der Versuchsaufbau gezeigt. R1 entspricht 50

Ω, R 2 entspricht 10

Ω und R 3 entspricht auch 10

Ω. Bei den Messgeräten von U und I sollte folgende Gesetzmäßigkeit auftreten: U = 70I.

Die Ohm'schen Gesetze

2007-05-18T02:23:00.000-07:00

R = U : I

U = R * I
I = U : R

Der elektrische Widerstand und wovon er abhängt

2007-05-18T02:16:00.000-07:00

Temperatur
Drahtdicke

Die Kirchhoff'schen Gesetze

2007-05-16T09:13:00.000-07:00

Knotenregel

Der Strom, der in einer Abzweigung fließt, ist genauso groß, wie der abfließende Strom. Bei mehreren Ab- und Zuflüssen müssen diese addiert werden.

Widerstand

2007-05-16T09:06:00.000-07:00

Symbol (Errechnung)

R = U : I

Maßeinheit:
$Ω$
Widerstand in einer Reihenschaltung

RGes = R1 + R2 + R3 + ...

Widerstand in einer Parallelschaltung

1 : RGes = (1 : R1) + (1 : R2) + (1 : R3) + ...

Wichtige Begriffe

2007-05-16T08:59:00.000-07:00

Konvex Linse = Sammellinse
Konkave Linse = Streulinse
F = (Brennpunkt)
F' = irreller Fokus (irreller Brennpunkt)
f = Abstand Brennpunkt-Linse
Brennstrahl = Lichtstrahl durch Brennpunkt

Bildkonstruktion an der Sammellinse

2007-05-16T08:46:00.000-07:00

Bei der Bildkonstruktion an einer Sammellinse werden Brennstrahl und Parallelstrahl benötigt, die nach dem Durchgang durch die Linse zum Parallelstrahl bzw. Brennstrahl werden. An der Stelle, wo sich hinter der Linse der Brennstrahl und Parallelstrahl schneiden, ist das Bild auf dem Kopf stehend scharf zu sehen. Die Größe und die Lage des Bildes ist abhängig von der Größe des Gegenstandes, dem Abstand des Gegenstandes von der Linse und der Brennweite der Linse.

Abstand Gegenstand - Linse	Abstand Bild - Linse	Form des Bildes
g > 2f	f < style="font-family: Georgia;">	Bild auf dem Kopf, verkleinert
g = 2f	b = 2f	Bild auf dem Kopf, gleich groß
2f > g > f	2f > b	Bil auf dem Kopf, vergrößert
g = f	kein scharfes Bild
f > g	kein scharfes, reeles Bild

Bildkosntruktion an einer Streulinse

2007-05-16T08:33:00.000-07:00

Zur Bildkonstruktion bei einer Streulinse werden ausgewählte Strahlen genommen. Es wird der Lichtstrahl genommen, der parallel zur oberen Achse einfällt. Nach der Brechung wird er zu einem Strahl, der scheinbar aus dem virtuellen Brennpunkt vor der Linse kommt (erst Parallelstrahl, dann Brennstrahl). Außerdem wir ein Lichtstrahl, der zunächst durch den virtuellen Brennpunkt hinter der Linse zu verlaugen scheint und nach der Drehung parallel zur oberen Achse verläuft (erst Brennstrahl, dann Parallelstrahl). Es entsteht ein virtuelles Bild vor der Linse. Es ist nur zu sehen, wenn man in die Linse hineinsieht.

Regeln zu Brechung von Licht

2007-05-12T09:36:00.000-07:00

Trifft eine Lichtstrahl auf von einem optisch dünneren Medium auf ein optisch dichteres, so wird er zum Lot hingebrochen, trifft er von einem optisch dichteren auf ein optisch dünneres Medium, so wird er vom Lot weggebrochen.

Der (Wickel-) Kondensator

2007-05-09T07:32:00.000-07:00

Der Kondensator besteht aus zwei getrennten Metallflächen. Auf diese kann Ladung aufgebracht werden. Nach dem Abtrennen der Spannungsquelle ist die Ladung nach wie vor auf dem Kondensator. Dieser dient somit als Ladungsspeicher, der anschließend den Strom wieder freigibt.

Der Elektromotor

2007-05-09T07:00:00.000-07:00

Zum Abspielen des Clips auf den Elektromotor klicken.

Ein Elektromotor besteht aus:

fest stehender Dauermagnet
drehbarer Elektromagnet
Stromwender

Über die Stromwender gelangt der Strom in den Elektromagneten. Da dieser ein elektrisches Magnetfeld aufbaut, das in die gleiche Richtung wie das Magnetfeld des Dauermagnetes ausgerichtet ist, stoßen sich die Pole ab. Und da sie sich abstoßen, wird auch der Rotor mit den Elektromagneten abgestoßen, welcher anfängt zu rotieren. An einen gewissen Punkt (nach einer halben Drehung) wechseln Nord- und Südpol des Elektromotors (aufgrund der fest stehenden Stromwender, die nun den jeweiligen anderen Kontakt der Spule am Elektromotor berühren). So geht dieser Kreislauf ewig weiter.

2007-05-09T06:50:00.000-07:00

Bildkonstruktion an der Sammellinse

Gegenstand Linse

Lichstrahl, der senkrecht auf die Linse trifft (opt. Achse).

Lichtstrahl fällt parallel zur o.A. ein, wird in den Brennpunkt gebrochen.

Lichtstarhl geht durch den Brennpunkt vor der Linse, wird gebrochen, verläuft parallel zur o.A..

Scharfes Bild an der Stelle, wo sich Strahlen des Startpunktes treffen.

Zur Konstruktion eines Bildes von den Extrempunkten des Gegenstands (hier: Spitze und Fuß des Pfeiles) werden jeweils zwei Strahlen ausgewählt. Dabei handelt es sich um die Strahlen, die von der Linse parallel zur optischen Achse verlaufen (Parallelstrahlen), und die Strahlen, die durch den Brennpunkt (Brennstrahlen) vor der Linse verlaufen. Nach dem Durchgang wird aus dem Parallelstrahl ein Brennstrahl durch den Brennpunkt hinter der Linse und aus dem Parallelstrahl. Das scharfe Bild steht an der Stelle, an der Brennstrahl und Parallelstrahl zusammentreffen. Das Bild steht auf dem Kopf.

· Je näher der Gegenstand an dem Brennpunkt rückt, desto größer wird das Bild und entfernt sich weiter von der Linse.

· Je weiter der Gegenstand von der Linse enfernt wird, desto kleiner und näher an den Brennpunkt wird das Bild.

· Wenn der Gegenstand den Abstand zur Linse ≤ dem Brennpunkt hat, so gibt es kein scharfes Bild.

· Kein Bild ist näher als der Brennpunkt der Linse.

Es gilt: G entspricht B B= Bildgröße G= Gegenstansgröße

g b b= Bildweite g= Gegenstandsweite

g	b	B
g<2f	f<2f	Bild auf Kopf und verkleinert
g=f	b=2f	Bild auf Kopf, so groß wie G
2f>g>f	2f>b	Bild auf Kopf, größer als G
f≥g		Kein Bild

Konkavlinse

2007-04-04T03:29:00.000-07:00

Konkavlinse (Streulinse)

Beim Durchgang von parallelen Lichtstrahlen durch eine Konkavlinse werden die Lichtstrahlen an der gebogenen Seite so gebrochen, dass sie auseinander gehen. Es existiert kein reeller Brennpunkt. Es hat jedoch den Anschein, als würden die Strahlen vor der Linse aus einem gemeinsamen Punkt kommen, diesen nennt man virtuellen Brennpunkt.

Konvexlinse

2007-04-04T03:19:00.000-07:00

Konvexlinse (Sammellinse)

Konvex-Linse (D oder O): Die Lichtstrahlen bleiben in ihrem Verlauf unerändert, wann immer sie auf eine Oberfläche treffen und parallel zum Lot einfallen. In dem Moment, wo sie auf eine Biegung treffen, brechen sie nach dem Brechungsgesetz.
Jeder Punkt der gebogenen Fläche kann als eine kleine gerade Fläche betrachtet werden. Somit werden sie hier in einen Punkt gebracht, der Fokus genannt wird.

Brechung von Licht

2007-04-04T02:38:00.000-07:00

Brechung von Licht

Beim Übergang von Licht aus einem Medium in ein anderes (Bsp: Luft – Wasser / Luft – Glas) bricht sich das Licht an der Oberfläche. Beim Übergang in ein optisch dichteres Medium wird der Lichtstrahl zum Lot hingebrochen, beim Übergang in ein optisch dünneres Medium vom Lot weg.