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Grundwissen & Aufgaben

Im Grundwissen kommen wir direkt auf den Punkt. Hier findest du die wichtigsten Ergebnisse und Formeln für deinen Physikunterricht. Und damit der Spaß nicht zu kurz kommt, gibt es die beliebten LEIFI-Quizze und abwechslungsreiche Übungsaufgaben mit ausführlichen Musterlösungen. So kannst du prüfen, ob du alles verstanden hast.

  • Zeit-Ort-Diagramm

    • Die Bewegung eines Körpers beschreiben wir u.a. in einem Zeit-Ort-Diagramm.
    • Verläuft der Zeit-Ort-Graph horizontal, dann ruht der Körper.
    • Steigt der Zeit-Ort-Graph so bewegt sich der Körper "vorwärts", fällt der Graph, so bewegt sich der Körper "rückwärts".
  • Zeit-Geschwindigkeit-Diagramm

    • Aus einem Zeit-Ort-Diagramm kannst du auch ein Zeit-Geschwindigkeit-Diagramm gewinnen.
    • Waagrechte Teil zeigen eine konstante Geschwindigkeit, also eine gleichförmige Bewegung.
    • Ansteigende bzw. abfallende Kurventeile weisen auf eine Zunahme oder Abnahme der Geschwindigkeit hin (Beschleunigungsvorgänge)
  • Zusammenhang der Diagramme

    • Vom \(t\)-\(x\)- zum \(t\)-\(v\)-Diagramm gelangst du durch Berechnen der Geschwindigkeit \(v\) in jedem Abschnitt der Bewegung.
    • Vom \(t\)-\(v\)- zum \(t\)-\(x\)-Diagramm gelangst du durch Berechnen der jeweiligen Flächen zwischen Graph und Rechtsachse
  • Gleichförmige Bewegungen

    Für eine gleichförmige Bewegung gelten die folgenden Bewegungsgesetze:

    • Zeit-Ort-Gesetz: \(x(t)=v\cdot t + x_0\)
    • Zeit-Geschwindigkeit-Gesetz: \(v(t)=v\)
    • Zeit-Beschleunigung-Gesetz: \(a(t)=0\)
  • Durchschnitts- und Momentangeschwindigkeit

    • Die Durchschnittsgeschwindigkeit ist \(\bar v = \frac{{\Delta x}}{{\Delta t}} = \frac{{{x_{\rm{E}}} - {x_{\rm{A}}}}}{{{t_{\rm{E}}} - {t_{\rm{A}}}}}\), wobei "A" jeweils für Anfang und "E" für Ende steht.
    • Wenn das Zeitintervall \(\Delta t\) möglichst klein, nahezu Null wird, erhält man die Momentangeschwindigkeit \(v = \frac{{\Delta x}}{{\Delta t}}\;\;{\rm{mit}}\;\;\Delta t \to 0\).
  • Gleichmäßig beschleunigte Bewegungen

    Für eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung gelten die folgenden Bewegungsgesetze:

    • Zeit-Ort-Gesetz: \(x(t)=\frac{1}{2} \cdot a \cdot t^2 +v_0\cdot t+ x_0\)
    • Zeit-Geschwindigkeit-Gesetz: \(v(t)=a\cdot t + v_0\)
    • Zeit-Beschleunigung-Gesetz: \(a(t)=a\)
  • Mittlere und Momentanbeschleunigung

    • Die mittlere Beschleunigung ist definiert als Geschwindigkeitsänderung geteilt durch die dafür benötigte Zeit, kurz \(\overline{a} = \frac{v_e - v_a}{t_e - t_a}\)
    • Negative Beschleunigungen entstehen wenn die Änderung der Geschwindigkeit \(\Delta v\) negativ ist.
    • Für die Momentanbeschleunigung \(a\) wählt man ein möglichst kleines Zeitintervall: \(a= \frac{{\Delta v}}{{\Delta t}}{\text{ mit }}\Delta t \to 0\).
  • Geschwindigkeit und Beschleunigung vektoriell

    • Man unterscheidet zwischen gerichteten Größen (Vektoren) und ungerichteten Größen (Skalaren).
    • Im eindimensionalen Fall berücksichtigt man die Richtung eines Vektors durch das Vorzeichen des Skalars
    • Die festgelegte positive Richtung der Ortsachse beeinflusst die Richtung der anderen Vektoren maßgeblich

Versuche

Das Salz in der Suppe der Physik sind die Versuche. Ob grundlegende Demonstrationsexperimente, die du aus dem Unterricht kennst, pfiffige Heimexperimente zum eigenständigen Forschen oder Simulationen von komplexen Experimenten, die in der Schule nicht durchführbar sind - wir bieten dir eine abwechslungsreiche Auswahl zum selbstständigen Auswerten und Weiterdenken an. Mit interaktiven Versuchen kannst du die erste Schritte Richtung Nobelpreis zurücklegen.

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Ausblick

Du bist gut in Mathe und schon ein halber Ingenieur? Hier gibt’s für Fortgeschrittene vertiefende Inhalte und spannende Anwendungen aus Alltag und Technik.

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Geschichte

Die moderne Physik beruht auf den Erkenntnissen von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern in ihrer jeweiligen Zeit. Aber lies selbst!

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