Formelsammlung

2 Experimentalphysik 1 für Biologen & Chemiker
Komponenten der Beschleunigung
()
() d v t
a t = = a
t
⋅ t+ an⋅n
dt
mit dem Tangentialanteil der Beschleunigung
dv
•
at
= = vt
' = vt
dt
und dem Normalanteil der Beschleunigung, der sog. Zentripetalbeschleunigung
a oder a
n
ZP
v
=
r
Alle anderen Formeln für die Bewegung lassen sich daraus herleiten.
2
t
Kraft und Masse
Die Träge Masse m t und die Schwere Masse m s sind gleich groß. Hinweis:
Verwechseln sie nicht die Schwere Masse mit der Schwerkraft (s.u.)!
Das Produkt aus der Masse eines Objektes und seiner Beschleunigung gibt die
Kraft an, die die Beschleunigung ermöglicht.
F = m·a
Drei Newton’sche Axiome in nicht-beschleunigten Koordinatensystemen
(Inertialsysteme)
1. Trägheitsprinzip
2. Aktionsprinzip (F = m·a)
3. actio = reactio: Kräfte treten immer paarweise auf: F a = -F b
Kraft einer Feder mit der materialspezifischen Federkonstanten k bei Auslenkung
um eine Strecke x:
FF
=−k
⋅x (Hook’sches Gesetz); F
2
kg ⋅m
[ ] = = N ( Newton)
s
Gravitation und Schwerkraft
Gravitationskraft = Anziehungskraft zwischen zwei Massen m 1 und m 2 im
Abstand r zueinander
G = 6,6726·10 -11 -2
N·m
2·kg (Gravitationskonstante)
m ⋅m
F = G ⋅
r
1 2
2
Spezialfall für die Gravitationskraft zwischen einer Masse m und der Erdmasse
M E in der Nähe der Erdoberfläche: Gewichtskraft (umgangssprachlich „Gewicht“)
F g
r