Karteikarten â Formelsammlung 1.0
Ex-Physik Vorlesung Etec, GeodÃĪsie, Lehramt
Karlsruher Institut fÞr Technologie KIT
ÂĐ Dominik Kiefer 2009
Mechanik ðđ = ð ð ðĨ =1
2ððĄ2 ðđðŧ = ððŧ ðđð
ðđðšð = ððšð ðđð ððŧ = tan ðž ð = ðđ ðĢ ð =ðððĒðĄ
ððð
ð =ðĢ2
ð ð = ðđ ð ðļðððĄ = ð ð ð ðļððð =
1
2ð ðĢ2
ðđ = ð· ð ð =1
2ð· ðĨ2 ð ðĄ = âðī0ð
2 sin(ððĄ) ð = ð·
ð
ðī ðĄ = ðī0 â sin(ððĄ + ðž) ðĢ ðĄ = ðī0ð â cos(ððĄ) ðĢâē1 = ð1 â ð2 ðĢ1 + 2ð2ðĢ2
ð1 + ð2
ðĢ âē =ð1ðĢ1 + ð2ðĢ2
ð1 + ð2
ð = ð
ð ð = ð ðĢ ðļððð =
1
2ðð2 ðŋ = ð ð
ðĢ = ð ð ð = ð ð2 ð =1
2ð ð2 ð =
1
12ð ðŋ2
ð = ðđ ð ð = ðđ ðĢ = ð ð ð =1
3ð ðŋ2 ð =
2
5ð ð2
Haftreibung Weg-Beschleunigung Kraft-Beschleunigung
Wirkungsgrad Leistung (Mechanik) Haftreibung
schiefe Ebene Gleitreibung
Kinetische Energie Me-chanik
Potentielle Energie Me-chanik
Arbeit (Mechanik) Radialbeschleunigung
Kreisfrequenz Hookâsche Feder
Schwingung Beschleuni-gung
Energie Hookâsche Feder Kraft Hookâsche Feder
Inelastischer Stoà Elastischer Stoà Schwingung Geschwin-
digkeit Schwingung Auslenkung
Drehimpuls Kinetische Energie
Drehbewegung Impuls
Kreisfrequenz Faden-pendel fÞr a<5°
TrÃĪgheitsmoment Stab um Schwerpunkt
TrÃĪgheitsmoment Voll-zylinder
TrÃĪgheitsmoment Hohl-zylinder
Geschwindkeit â Win-kelgeschwindigkeit
Transformation
TrÃĪgheitsmoment Kugel TrÃĪgheitsmoment Stab
um Stabende Leistung Translation Drehmoment
ð = ð ð2 + ððð ðð =ð
ðŋ=
ðđ ð sin ð
ð ðð ð = âð· ð ð =
ð·
ð
ðđðš = âðūð1ð2
ð2 ð = â
ðū ð
ð2 ðļðððĄ = â
ðū ð1ð2
ð ð = â
ðū ð
ð
ðð3
ðð2 = ðū
ðð
4 ð2= ðððð ðĄ
1. Planeten auf Ellipsen, in Brennpunkt: Sonne 2. gleiche Zeit-gleiche FlÃĪche
3. ð2
ð3 = ðððð ðĄ
ðđðķ = ð ðð = 2 ð ðĢâĨ ð Energien, Impulse, Dreh-impulse, el. Ladungen
Deformation & Fluide
í =Îð
ð ð =
ðđ
ðī ð = ðļ í
ð =
ÎdðÎlð
Îð
ð= í(1 â 2ð) ð =
1
ðū
Îð
ð= âð ð
Îð
ð= âí(1 â 2ð)
Îð
ð= â3
ð
ðļ(1 â 2ð) ð·ð =
2 ð ð3ð
ððš ð = ð·ð ð
ð =ðđ
ðī ð = ðš ðž ð =
1
2ðļ ð í2 ð =
ð
ð
ð·ð = ð ð4
2 ððš ð· =
ðļ ðī
ð ð = ð0 exp(â
Ïą g
p0 h) ð = ðī ð
ð ð = ð0 + ððī ð ð ðđ = ððđð â ððū ð ð ð =4
3 ð ð3 ð =
2ð
ð
Kreisfrequenz Dreh-schwingung
Drehschwingung RÞck-stellmoment
PrÃĪzessionsfrequenz Satz von Steiner
Gravitationspotential Pot. Energie Gravitation GravitationsfeldstÃĪrke Gravitationskraft
ErhaltungssÃĪtze der klassischen Physik
Corioliskraft Keplersche Gesetze Planeten
Hookâsches Gesetz De-formation
Zugfestigkeit Rel. LÃĪngenÃĪnderung
KompressibilitÃĪt KompressibilitÃĪt kappa VolumenÃĪnderung Querkontraktion
Poisson-Zahl, Querkon-traktion
Drehmoment Torsion Torsionskonstante Rohr 3-D Druck Uniachsialer Druck
Energiedichte Dehnen Pot. Energie Dehnen Schermodul Scherspannung
Energie in OberflÃĪchen-spannung
Barometrische HÃķhen-formel
Federkonstante Stab Torsionskonstante Stab
Druck in FlÞssigkeitsku-gel
Kugelvolumen Auftrieb Schweredruck
ðđ = 2 ð ð ðī = 4 ð ð2 ð
2ðĢ1
2 + ð1 = ð0 ðđ = ð ðī ððĢ
ððĨ
2ð
ð= ð ð ð ðī1ðĢ1 = ðī2ðĢ2 ð =
ð ð
8 ð ð ð1 â ð2 ð
4 ðđð = 6 ð ð ð ðĢ
ðđ = ð2ð (ð1 â ð2) ðĢ ð =ð1 â ð2
4 ð ð(ð 2 â ð2) ð ð =
ð ðŋ ðĢ
ð ðđ = ððĪ
ð
2ðĢ2ðī
Schwingungen & Wellen
ð ðĨ + ð· ðĨ = 0 ð ðĨ + ð―ðĨ + ð· ðĨ = 0 ð ðĨ + ð―ðĨ + ð· ðĨ= ð· ðŋ0 sin ððĄ
ð0 = ð ð ð
ð
ð2ðĒ
ððĨ2â
1
ð2
ð2ðĒ
ððĄ2= 0 ð =
2ð
ð ð =
ð
ð=
ð
ð
ðĨ0
ðŋ0
=ð0
2
ð02 â ð2 2 â 2ðŋð 2
ðĶ = ðĶ0ðâðŋðĄ sin ð02 â ðŋ2 ðĄ
+ ð0 ð =
ð1 + ð2
2 ð1 â ð2 = ðððððĪðððĒðð
ð2 = ð·+2ð·12
ð ðĶ ðĄ, ðĨ = ðĶ0sin(ððĄ â ððĨ) ðŋ =
ð―
2ð ð― = 6ððð
ð = ðļ
ð ð âē =
ð0
1 âðĢð
ð âē = ð0 1 +ðĢ
ð
ViskositÃĪt zw. Platten Bernoulli-Gleichung KugeloberflÃĪche RÞckstellkraft OberflÃĪ-
chenspannung
Stokeâsches Gesetz fÞr Kugel
Gesetz von Hagen-Poiseuille
KontinuitÃĪtsgleichung KapillaritÃĪt
Luftwiderstand Reynolds-Zahl Geschwindigkeit in Rohr Antriebkraft RohrstrÃķ-
mung
GedÃĪmpfte, erzwungene Bewegungsgleichung
GedÃĪmpfte Bewegungs-gleichung
Bewegungsgleichung
Ausbreitungsgeschwin-digkeit
Wellenanzahl Differentialgleichung Welle eine Dimension
Kreisfrequenz Physik. Pendel
Schwebungsfrequenz Schwebung Mini-
Frequenz GedÃĪmpfter Oszillator
Erzwungene, gedÃĪmpfte Schwingung
Schwingung Stokes-Kugel-Reibung
Schwingung DÃĪmp-fungskoeffizient
Wellengleichung Gegenphasige, gekop-
pelte Schwingung
Dopplereffekt Frequenz bewegter Beobachter
Dopplereffekt Frequenz bewegt Quelle
Schallgeschwindigkeit im Stab
Thermo-dynamik
Zwei KÃķrper im thermischen Gleichgewicht haben die selbe Temperatur
Es ist unmÃķglich, Energie aus dem nichts zu gewinnen/Ein perpetuum mobile erster Art
ist unmÃķglich
WÃĪrmeenergie flieÃt von selbst immer nur vom wÃĪr-
meren zum kÃĪlteren KÃķrper, nie jedoch umge-
kehrt/perpetuum mobile 2. Art unmÃķglich
Am absoluten Nullpunkt ist die Entropie = 0/ unmÃķglich den Nullpunkt zu erreichen
Îð
ð= ðū Îð ðū = 3 ðž Îð = ð ð Îð
ð =ð
ððī ðķ = ð ð ð ð = ð ð ð ð = ð ððī
âð =ð
2ð ð âð
3
2 ð ð =
1
2ð ðĢðĨ
2
Einatomiges Gas: f=3
Zweiatomiges Gas: f=5
Atom in FestkÃķrper: f=6
âð = âð + âð
âð = ð ðķðĢ,ð âð
ðķðĢ =ð
2ð (isochor)
ðķð =ð+2
2ð (isobar)
ð =ð + 2
ð ð =
Îðððð
Îð1 âĪ 1
âð1 = âðððð
+ âð2
Îð = ð ð ð lnð1
ð2
= âÎð ð ðð â1 = ðððð ðĄ. ð ðð = ðððð ðĄ.
ðð = Îð2
Îðððð =
ð2
ð1 â ð2 ððĪ =
Îð1
Îðððð =
ð1
ð1 â ð2
Îð1,2 = ð ð ð1,2ln ð2
ð1
Îðððð
= âð ð ð1 â ð2 lnð2
ð1
ElektrizitÃĪt & Magnetismus
ðđðķ =1
4ðí0
ð1ð2
ð2 ðļ =
ðđðķ
ð2=
1
4ðí0
ð1
ð2 ðļðððĄ (ð) =
ðð
4ðí0ð
ð ð =ðļðððĄ (ð)
ð ð =
ð
ð ð =
ð
ðī ð =
ð
ð
2. Hauptsatz der Ther-modynamik
1. Hauptsatz der Ther-modynamik
0. Hauptsatz der Ther-modynamik
Gespeicherte WÃĪrme-energie
Volumenausdehnung WÃĪrmeausdehnungs-
koeffizient
Volumenausdehnung Thermo
3. Hauptsatz der Ther-modynamik
Mol â Avogadro - abso-lute Anzahl Teilchen
Ideale Gasgleichung WÃĪrmekapazitÃĪt Boltzmann-Konstante
WÃĪrmebilanz Zustands-ÃĪnderung
Freiheitsgrade Teilchen-
geschwindigkeit Gase Innere Energie Thermo
Energiebilanz Carnotma-schine
Wirkungsgrad Carnot-maschine
Adiabatenkoeffizient ZugefÞhrte WÃĪrmeener-
gie isochor, isobar
Wirkungsgrad WÃĪrme-pumpe
Wirkungsgrad KÃĪltema-schine
Adiabatischer Prozess Isotherme EnergieÃĪnde-
rung
Carnotmaschine Mech.
Energie Carnotmaschine WÃĪr-
meenergie
Pot. Energie elektr. Feld Elektr. Feld einer Punkt-
ladung Coulombkraft
LÃĪngenladungsdichte FlÃĪchenladungsdichte Ladungsdichte Elektrostatisches Poten-
tial
ð = âð ð ðļ ð =ð
2ðí0íðð ð ð =
ð
2ðíðí0ln
ð1
ð2 ð = í0 ðļ =
ð
ðī
ð· â í0 íð ðļ ð =ð
2 í0 ð ð ln
ð ð
ð ð ðķ =
ð
ð=
2ðí0íð ð
ln ð ð
ð ð
ðļ ð =
ð
4ðí0ð2
ðķ =ð
ð= íð í0
ðī
ð ð =
ð
4ðí0
1
ððâ
1
ðð ðķ =
ð
ð=
4ðí0íð
1ð ð
â1ð ð
ðļ ð =ð
2ðí0ðð
ð =1
2ðķ ð2 Ï = ðĩ ðī ðððð = ð
Îð
ÎðĄ ðððļ =
ðð
í0
ðķððð = ðķðð
1
ðķððð =
1
ðķðð ð =
ðž
ðī=
ðļ
ð= ð ð ðĒð· ÎðĢ = ðĒð· =
ðž
ð ð ðī
ðđ =1
2ðļ ð ð = ð
ð
ðī ðŧ =
ðž
2ð ðĩ = ð0ðððŧ
ðŧ = ðžð
ð ðŧ =
ðž
2ðð ððŧ = ðīðŧ
ðž ðĩ
ð ðđ = ðž ð ðĩ
ð = ðž ðī Ã ðĩ ðđ = ð ðĢ ðĩ ð =ð ð
ð ð2 ðððð = âððī
ððĩ
ððĄ
ðīðŧ =1
ð ð ðļ =
ð
ð ðŋ = ððð0ðī
ð2
ð ð =
1
2 ðŋ ðž2
ðððð = âððĩððī
ððĄ ðððð = âðĩðī ð cos(ððĄ) ð ðĄ = ð0 1 â ð â
ð ðŋðĄ ð ðĄ = ð0ð
âð ðŋðĄ
FlÃĪchenladungsdichte Plattenkondensator
Elektrostatisches Poten-tial um unendl. langer
Draht
E-Feld um unendlich langen Draht
Arbeit in Spannung
E-Feld Kugelkondensator KapazitÃĪt Zylinderkon-
densator Spannungsdifferenz Zy-
linderkondensator Elektr. Verschiebungs-
dichte
E-Feld Zylinderkonden-sator
KapazitÃĪt Kugelkonden-sator
Spannungsdifferenz Ku-gelkondensator
KapazitÃĪt Plattenkon-densator
Satz von Gauà Induktionsspannung Elektromag. Fluss Kondensator gespeicher-
te Energie
Driftgeschwindigkeit Stromdichte Serienschaltung Kon-
densatoren Parallelschaltung Kon-
densatoren
Magnetische Flussdichte MagnetfeldstÃĪrke Mit-
telpunkt Kreisstrom Spezifischer ohmscher
Widerstand Kraft auf eine Platte
Kondensator
Lorentzkraft Hall-Spannung MagnetfeldstÃĪrke um stromdurchflossenen
Draht MagnetfeldstÃĪrke Spule
Induktionsspannung B-Feld-Ãnderung
Mittlere Streuzeit Bewegte Ionen im B-
Feld Drehmoment auf Leiter-
schleife
Energie in Spule InduktivitÃĪt Plattenkondensator Hall-Konstante
Ausschaltspannung In-duktivitÃĪt an R
Einschaltspannung In-duktivitÃĪt an R
Induktionsspannung drehende Spule
Induktionsspannung FlÃĪchenÃĪnderung
ð ðĄ = ð0ð â
ðĄð ðķ
ð ðĄ = ð0 1 â ð âðĄ
ð ðķ ð =
ð0
ð= ðððð ð =
1
ð0ððð0ðð
ðĪ =1
2ððð0ðŧ
2 =1
2ðŧ ðĩ
ð1
ð2=
ð1
ð2 ðž =
ðļ0ðĩ0
2 ð0 ðļ = ðļ0 sin ððĄ â ððĨ
ðļ0 = ð ðĩ0 ðĪ = ð0ðļ02
Optik ð1 sin ð1 = ð2 sin(ð2) 1
ð= ð â 1
1
ð1â
1
ð2 ð· =
1
ð
ð· =1
ð1+
1
ð2â
ð
ð1ð2 ð =
ðĩ
ðš= â
ð
ð Îð =
2ð
ð 2ð ð2
2 â sin2 ðž sin ðž =ð ð
ð
ð
2sin ðž = ð
ð
2 ðž = ðž0
sinð2
ð2
2
ð = tan ðžðĩ âðĄâē = ât 1 âv2
c2
Atomphysik ðļ = ð ð2 ðļ = ð ðĢ ð =ð ðĢ
ð2
ð ðĢ =ð0
1 âðĢ2
ð2
ðļ2 = ðļ0
2 + ð2ð2 ð ðĢ > 2 ð0ð2 ðļððð = ð ðĢ â ð1
Ausbreitungs-geschwindigkeit in Ma-
terie Brechungszahl
Einschaltspannung Kon-densator an C
Ausschaltspannung Kon-densator an C
Wellengleichung elektromag. Wellen
IntensitÃĪt elektromag. Wellen
Ãbersetzungs-verhÃĪltnis Trafo
Energiedichte Induktivi-tÃĪt
Gesamtenergiedichte elektromag. Wellen
E-/B-Feld Amplitude elektromag. Wellen
Brechkraft Brennweite Linsen Brechungsgesetz
Maxima Doppelspalt Interferenz an dÞnnen
Schichten VergrÃķÃerungs-
verhÃĪltnis Linsen Brechkraft zweier Linsen
Michelson-Interferometer
Brewster-Winkel IntensitÃĪt Einzelspalt AuslÃķschung Einzelspalt
Masse Photon Energie pro Photon Spezielle RelativitÃĪts-
theorie Energie
Photoeffekt Paarbildung, Zerstrah-
lung Relative Energie-Impuls-
Beziehung Spezielle RelativitÃĪts-
theorie Masse
ð =ð ðĢ
ð â =
ð
2ð
Beugungsexperiment
Interferenz
Photoeffekt
Comptoneffekt
Paarbildung
Zerstrahlung
RÞckstoà bei Emission
âð =ð
ð0ð 1 â cos ð ð =
ð
ðððð ðĢ ðļððð = â
1
ð2ð2ð ð ðĢ = ð
1
ð22 â
1
ð12
ÎðĨ ÎððĨ = ð ð ðĢ ð = ð â
Quarks â Gluone
-Zerfall â Neutrinos Ladung â Photonen
Gravitation â Gravitonen
ð ðĄ = ð0ðâð ðĄ
Îðļ ÎðĄ â ð
Z Z - 2
A A - 4
N N - 2
Welle-Teilchen-Dualismus
Licht als Teilchen
Welle-Teilchen-Dualismus
Licht als Welle
Plancksches Wirkungs-quantum
Impuls Photon
Photonenemission bei BahnÞbergang
Energie/Elektron in Atom
De-Broglie WellenlÃĪnge Compton WellenlÃĪngen-
ÃĪnderung
Zerfallsgesetz Elementare Wechselwir-
kungen Bohrâsches Atommodell
Heisenbergâsche UnschÃĪrfenrelation
ðž-Zerfall Heisenbergâsche
UnschÃĪrfenrelation Energie
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