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Grundlagen - Mechanik
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Einleitung Größen und Einheiten Mechanik Struktur der Materie Strahlenkunde Wärmelehre Gase und Gasgemische Bewegung von Flüssigkeiten Elektrizität Akustik Optik |
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Weg – Zeit – Geschwindigkeit
Gleichförmige Bewegung: Förderband, Rolltreppe, Auto mit Tempomat Beschleunigte Bewegung: Losfahren an der Ampel
Berechnung der Geschwindigkeit: Mit s = zurückgelegte Strecke und t = benötigte Zeit
Je nach verwendeter Einheit erhält man km/h oder m/s
Umrechnung:
Beispiele für Geschwindigkeiten:
Auto bei 50 km/h 14 m/s Licht- und Radiowellen 300 000 km/s =300 000 000 m Schallwellen in Luft 340 m/s Aufprallgeschwindigkeit aus 4m Höhe 8,86 m/s
Beschleunigung Beschleunigung ist die Geschwindigkeitsänderung pro Sekunde
Mit a = g = 9,81 m/s2 bei Fallbeschleunigung
Kraft Es gilt das Grundgesetz der Dynamik von Newton
Um einen Körper mit der Masse m zu beschleunigen, benötigt man eine Kraft F
Kraftwandler – Hebel Ein Hebel ist im Gleichgewicht, wenn das linke und rechte Drehmoment. gleich sind
Drehmoment = Kraft x Kraftarm
Zu einem langen Kraftarm gehört eine kleine Kraft, zu einem kurzen Kraftarm gehört eine große Kraft.
Unsere Skelettknochen bilden eine Vielzahl von Hebeln. Die Kräfte werden von der Muskulatur aufgebracht.
Impuls Als Impuls bezeichnet man das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit
Stoßprozesse Elastischer Stoß = Die Deformierung ist reversibel (Flummi) Unelastischer Stoß = Die Deformierung ist bleibend (Knetgummi)
In der Praxis laufen beide Stoßformen gemischt ab. (Auto)
Energie und LeistungEnergie ist die Fähigkeit eines Körpers, Arbeit zu verrichten
Potentielle Energie = LageenergieEin höher gelegener Körper hat eine größere potentielle Energie als ein tiefer gelegener.
Die Höhe der Energie ist abhängig von der Masse, Erdbeschleunigung und Höhe
Kinetische Energie = BewegungsenergieEin schneller und schwerer Körper hat eine größere Energie als ein langsamer und leichter. Die Höhe der Energie ist abhängig von der Masse und Geschwindigkeit
Leistung Unter Leistung versteht man Arbeit pro Zeit 
Wer in kürzerer Zeit eine Arbeit verrichtet, der leistet mehr. Wer mehr Arbeit in der gleichen Zeit verrichtet, der leistet mehr.
DruckDruck entsteht, wenn Kraft auf eine Fläche wirkt
LuftdruckDer Luftdruck entsteht durch die Gewichtskraft der Luft. Er beträgt unter Normalbedingungen 1,013 105 Pa = 1,013 bar Mit zunehmender Höhe nimmt der Druck ungleichmäßig ab. Der Luftdruck bewirkt auf unseren Körper je cm2 Hautoberfläche eine Belastung von 1kg.
Hydrostatischer DruckAls Hydrostatischer Druck wird die Gewichtskraft des Wassers bezeichnet. Er nimmt gleichmäßig je Meter Tauchtiefe um 10 000 Pa = 0,1 bar zu.
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