Abi2021Zusammenfassungen/Physik/Physik-Formelsammlung.md

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\vspace{-1cm}Physik --- Formelsammlung	Lars Bogner\vspace{-1cm}	de-DE	top=1cm bottom=1cm left=1cm right=1cm	article	10pt	a4	false	1	Copyright © 2021 Lars Bogner	twocolumn landscape	\pagenumbering{gobble}

Mechanik

Newtonsche Grundgleichung

F = m \cdot a

Geschwindigkeit

v = \frac{s}{t}

Beschleunigung

a = \frac{v}{t}

Geschwindigkeit bei der gleichmäßig beschleunigten Bewegung

v = a \cdot t + v_0

Strecke bei der gleichmäßig beschleunigten Bewegung

s = \frac{1}{2} a \cdot t^2 + v_0 \cdot t + s_0

Impuls

p = m \cdot v

Leistung

P = \frac{\Delta E}{\Delta t}

Arbeit

\Delta E = F \cdot \Delta s

kinetische Energie

E_{kin} = \frac{1}{2} m \cdot v^2 = \frac{p^2}{2m}

potentielle Energie

E_{pot} = m \cdot g \cdot h

Spannenergie

E_{Spann} = \frac{1}{2} D \cdot s^2

Kraft einer Feder

F_{Spann} = D \cdot \Delta s

Zentripetalkraft

F_Z = \frac{m \cdot v^2}{r}

Elektrik

elektrischer Widerstand

R = \frac{U}{I}

elektrische Leistung

P = U \cdot I = R \cdot I^2

Kapazität

C = \frac{Q}{U}

Kapazität eines Plattenkondensators

C = \varepsilon_0 \cdot \varepsilon_r \cdot \frac{A}{d}

elektrische Feldstärke

|\vec{E}| = \frac{U}{d} = \frac{F}{Q}

Energie eines Kondensators

E_{Cap} = \frac{1}{2} C \cdot U^2 = \frac{1}{2} \cdot Q \cdot U

Energie einer Ladung im elektrischen Feld

E_{el} = q \cdot U

magnetische Flussdichte einer langen Spule

B = \mu_0 \cdot \mu_r \cdot I \cdot \frac{n}{l}

Induktivität einer langen Spule

L = \mu_0 \cdot \mu_r \cdot \frac{A \cdot n^2}{l}

Lorentzkraft

F = q \cdot v \cdot B = I \cdot l \cdot B

Induktion in einem bewegten Leiter

U_{ind} = B \cdot v \cdot l

Induktion

U_{ind} = - n \cdot \dot{\phi} = - n \cdot (\dot{A} \cdot B + A \cdot \dot{B})

Selbstinduktion

U_{ind} = - L \cdot \dot{I}

Energie im Magnetfeld einer Spule

E = \frac{1}{2} \cdot L \cdot I^2

Schwingungen und Wellen

Periodendauer

T = \frac{1}{f}

Winkelgeschwindigkeit

\omega = \frac{2 \pi}{T}

Ausbreitungsgeschwindigkeit

c = \lambda \cdot f

Winkelgeschwindigkeit beim Fadenpendel

\omega = \sqrt{\frac{g}{l}}

Winkelgeschwindigkeit beim Federpendel

\omega = \sqrt{\frac{D}{m}}

Winkelgeschwindigkeit im elektromagnetischen Schwingkreis

\omega = \frac{1}{\sqrt{L \cdot C}}

Gangunterschied und Phasendifferenz

\frac{\Delta x}{\lambda} = \frac{\Delta \varphi}{2 \pi}

Schwingungsgleichungen

\phantom(

y(t) = \hat{y} \cdot \sin{(\omega \cdot t)} \\ v(t) = \dot{y}(t) = \hat{y} \cdot \omega \cdot \cos{(\omega \cdot t)} \\ a(t) = \ddot{y}(t) = - \hat{y} \cdot \omega^2 \cdot \sin{(\omega \cdot t)}

Maximalwerte bei Schwingungen

\hat{v} = \hat{y} \cdot \omega

\hat{a} = \hat{v} \cdot \omega = \hat{y} \cdot \omega^2

stehende Welle bei gleichen Enden

l = \frac{n \cdot \lambda}{2}

stehende Welle bei ungleichen Enden

l = \frac{(2n + 1) \cdot \lambda}{4}

konstruktive Interferenz

\Delta x = n \cdot \lambda

destruktive Interferenz

\Delta x = \frac{2n + 1}{2} \cdot \lambda

Maxima beim optischen Gitter

\Delta x = n \cdot \lambda = \sin{(\alpha)} \cdot g

Minima beim optischen Gitter

\Delta x = \frac{2n + 1}{2} \cdot \lambda = \sin{(\alpha)} \cdot g

Minima beim Einzelspalt

\Delta x = n \cdot \lambda = \sin{(\alpha)} \cdot b

Nebenmaxima beim $n$-fach-Spalt

k = n - 2

Minima beim $n$-fach-Spalt

k = n - 1

Ausbreitung elektromagnetischer Wellen im Medium

\frac{n_2}{n_1} = \frac{c_1}{c_2} = \frac{\lambda_1}{\lambda_2} = \frac{\sin{(\alpha_1)}}{\sin{(\alpha_2)}}

f_1 = f_2

Quantenphysik

Energie eines Photons

E_{\gamma} = h \cdot f

de-Broglie-Wellenlänge

\lambda_B = \frac{h}{p} = \frac{h}{m \cdot v}

Heisenbergsche Unbestimmtheitsrelation

\Delta x \cdot \Delta p = \Delta E \cdot \Delta t \approx \frac{h}{2}

Kohärenzlänge eines Photons

l_k = 2 \cdot \Delta x \approx \frac{h}{\Delta p}

Sonstiges

Energie eines Körpers

E = m \cdot c^2

Umfang eines Kreises

U = 2 \cdot \pi \cdot r

Kreisfläche

A = \pi \cdot r^2