Aggregatzustände und ihre Änderungen
Ein Stoff kann in drei Aggregatzuständen vorliegen: fest, flüssig und gasförmig. Sie unterscheiden sich darin, wie stark die Teilchen zusammenhalten und wie frei sie…
Weiterlesen →Allgemeine Gasgleichung
Die allgemeine Gasgleichung beschreibt den Zusammenhang von Druck, Volumen und Temperatur einer festen Gasmenge. Der Wert bleibt bei jeder Zustandsänderung gleich: Damit lassen sich…
Weiterlesen →Arbeit
Physikalische Arbeit wird verrichtet, wenn eine Kraft einen Körper entlang eines Weges bewegt: Damit kann man den Energieaufwand von Vorgängen berechnen und vergleichen. Thema…
Weiterlesen →Atomaufbau und Nuklidschreibweise
Ein Atom besteht aus einem winzigen Kern (Protonen und Neutronen) und einer Hülle aus Elektronen. Die Nuklidschreibweise fasst den Kernaufbau kurz zusammen: Dabei ist…
Weiterlesen →Auftrieb und Prinzip des Archimedes
Der Auftrieb ist eine nach oben gerichtete Kraft, die auf jeden Körper in einer Flüssigkeit wirkt. Nach dem Prinzip des Archimedes ist sie so…
Weiterlesen →Beschleunigung und gleichmäßig beschleunigte Bewegung
Die Beschleunigung gibt an, wie schnell sich die Geschwindigkeit ändert. Sie ist die Geschwindigkeitsänderung pro Zeit: Bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist konstant, die…
Weiterlesen →Brechung und Totalreflexion
Geht Licht von einem Stoff in einen anderen über (z. B. Luft → Wasser), ändert es an der Grenzfläche seine Richtung. Diesen „Lichtknick" nennt…
Weiterlesen →Dichte
Die Dichte gibt an, wie viel Masse in einem bestimmten Volumen steckt – also wie „schwer" ein Stoff bei gleichem Volumen ist: Mit der…
Weiterlesen →Direkte und indirekte Proportionalität
Zwei Größen können auf zwei Arten zusammenhängen. Bei direkter Proportionalität ist der Quotient konstant, bei indirekter (umgekehrter) Proportionalität das Produkt konstant. Man erkennt sofort,…
Weiterlesen →Druck
Der Druck gibt an, wie stark eine Kraft auf eine Fläche wirkt. Er ist Kraft pro Fläche: Dieselbe Kraft erzeugt auf kleiner Fläche großen…
Weiterlesen →Einheiten und Einheitenvorsätze
In der Physik ist jede Größe ein Produkt aus Maßzahl und Einheit, z. B. Eine Zahl ohne Einheit ist in der Physik sinnlos –…
Weiterlesen →Elektrische Ladung
Die elektrische Ladung ist eine Grundeigenschaft von Teilchen. Es gibt zwei Sorten: positive (Protonen im Atomkern) und negative Ladung (Elektronen in der Hülle). Gemessen…
Weiterlesen →Elektrische Leistung und elektrische Energie
Die elektrische Leistung gibt an, wie viel Energie ein Gerät pro Sekunde umsetzt. Sie hängt von Spannung und Stromstärke ab: Die elektrische Energie ist…
Weiterlesen →Elektrische Spannung
Die elektrische Spannung ist der „Antrieb“ für die Ladungen. Sie gibt an, wie viel elektrische Energie je Ladung umgesetzt wird: Ohne Spannung fließt kein…
Weiterlesen →Elektromagnetische Induktion und Lenz'sche Regel
Bei der elektromagnetischen Induktion entsteht in einer Spule eine Spannung, wenn sich das Magnetfeld durch sie ändert. Sie ist die Umkehrung des Motorprinzips. Induktion…
Weiterlesen →Energieträger und Kraftwerks-Wirkungsgrad
Energieträger speichern Energie, die im Kraftwerk in elektrische Energie umgewandelt wird. Man unterscheidet fossile Träger (Kohle, Öl, Gas) und regenerative (Wasser, Wind, Sonne). Der…
Weiterlesen →Freier Fall
Der freie Fall ist ein Sonderfall der gleichmäßig beschleunigten Bewegung: Ein Körper fällt nur unter dem Einfluss der Schwerkraft, der Luftwiderstand wird vernachlässigt. Die…
Weiterlesen →Geschwindigkeit
Die Geschwindigkeit gibt an, welche Strecke ein Körper in welcher Zeit zurücklegt: Sie ist die Grundgröße jeder Bewegungsaufgabe. Bei einer gleichförmigen Bewegung ist konstant.…
Weiterlesen →Gewichtskraft und Ortsfaktor
Die Gewichtskraft ist die Kraft, mit der ein Himmelskörper (z. B. die Erde) einen Körper anzieht. Sie hängt von der Masse und vom Ortsfaktor…
Weiterlesen →Grundgleichung der Mechanik
Die Grundgleichung der Mechanik (2. newtonsches Gesetz) verknüpft Kraft, Masse und Beschleunigung: Eine Kraft ist also die Ursache jeder Geschwindigkeitsänderung. Mit ihr berechnet man,…
Weiterlesen →Halbwertszeit und Zerfallsgesetz
Die Halbwertszeit ist die Zeit, nach der die Hälfte der radioaktiven Kerne zerfallen ist. Das Zerfallsgesetz beschreibt, wie viele Kerne noch übrig sind: Damit…
Weiterlesen →Hebelgesetz und Kraftwandler
Ein Hebel ist im Gleichgewicht, wenn auf beiden Seiten Kraft mal Kraftarm gleich groß ist. Das Hebelgesetz lautet: Mit Hebeln und Rollen (Kraftwandlern) kann…
Weiterlesen →Hooke'sches Gesetz
Das Hooke'sche Gesetz beschreibt, wie stark sich eine Feder dehnt, wenn man an ihr zieht. Die Kraft und die Verlängerung sind direkt proportional: Damit…
Weiterlesen →Impuls und Impulserhaltung
Der Impuls ist ein Maß für den „Schwung" eines Körpers. Er ist das Produkt aus Masse und Geschwindigkeit: Der Impuls hat eine Richtung –…
Weiterlesen →Innere Energie und Teilchenmodell
Nach dem Teilchenmodell besteht jeder Stoff aus winzigen Teilchen, die sich ständig bewegen. Die innere Energie ist die gesamte Bewegungs- und Lageenergie aller dieser…
Weiterlesen →Kinetische Energie
Die kinetische Energie ist die Bewegungsenergie eines Körpers. Sie hängt von der Masse und – quadratisch – von der Geschwindigkeit ab: Sie erklärt, warum…
Weiterlesen →Kraft und Kraftpfeil
Eine Kraft ist die Ursache dafür, dass ein Körper verformt, beschleunigt oder abgebremst wird. Kräfte sieht man nicht selbst, sondern nur an ihrer Wirkung.…
Weiterlesen →Leistung
Die Leistung gibt an, wie schnell Arbeit verrichtet wird: So kann man Motoren, Geräte und Menschen danach vergleichen, wie schnell sie arbeiten. Thema u.…
Weiterlesen →Lorentzkraft und Elektromotor
Die Lorentzkraft ist die Kraft, die auf eine bewegte Ladung oder einen stromdurchflossenen Leiter in einem Magnetfeld wirkt. Sie ist der Antrieb jedes Elektromotors.…
Weiterlesen →Magnetismus und Magnetfeld
Magnetismus ist die Kraftwirkung zwischen Magneten. Jeder Magnet hat einen Nordpol und einen Südpol; gleiche Pole stoßen sich ab, ungleiche ziehen sich an. Der…
Weiterlesen →Ohmsches Gesetz
Das ohmsche Gesetz verknüpft Spannung, Stromstärke und Widerstand. Der Widerstand ist das Verhältnis aus Spannung und Stromstärke: Es ist die zentrale Formel der Elektrizitätslehre.…
Weiterlesen →Physikalische Größe und Einheit
Eine physikalische Größe beschreibt eine messbare Eigenschaft und besteht immer aus Maßzahl und Einheit: Erst die Einheit macht eine Zahl eindeutig: allein sagt nichts,…
Weiterlesen →Potenzielle Energie und Energieerhaltung
Die potenzielle Energie (Lageenergie) besitzt ein Körper aufgrund seiner Höhe. Sie hängt von Masse, Ortsfaktor und Höhe ab: Damit versteht man, warum ein angehobener…
Weiterlesen →Radioaktiver Zerfall
Instabile Atomkerne wandeln sich unter Aussendung von Strahlung spontan in andere Kerne um. Ein Kern wird in Nuklidschreibweise notiert (: Massenzahl = Protonen +…
Weiterlesen →Reflexionsgesetz
Trifft Licht auf einen ebenen Spiegel, wird es zurückgeworfen. Dabei gilt das Reflexionsgesetz: Einfallswinkel = Ausfallswinkel. Damit sagt man voraus, in welche Richtung Licht…
Weiterlesen →Reihen- und Parallelschaltung
Zwei Bauteile können auf zwei Arten verbunden werden: in Reihe (hintereinander, ein Strompfad) oder parallel (nebeneinander, verzweigt). Fast jede Prüfungsschaltung lässt sich in reine…
Weiterlesen →Sammellinse und Bildentstehung
Eine Sammellinse (Konvexlinse) bündelt parallel einfallendes Licht in einem Punkt, dem Brennpunkt. Der Abstand von der Linse zum Brennpunkt heißt Brennweite. So versteht man…
Weiterlesen →Schweredruck
Der Schweredruck ist der Druck, den eine Flüssigkeit durch ihr eigenes Gewicht erzeugt. Er hängt von Dichte, Fallbeschleunigung und Tiefe ab: Der Schweredruck nimmt…
Weiterlesen →Sinnvolle Ziffern und Runden
Ein Messwert enthält nur so viele sinnvolle Ziffern, wie das Messgerät wirklich hergibt. Die letzte Ziffer ist dabei die unsichere Ziffer, alle davor sind…
Weiterlesen →Spezifische Wärmekapazität
Die spezifische Wärmekapazität gibt an, wie viel Wärme ein Stoff je und je Temperaturänderung aufnimmt oder abgibt: Damit berechnet man, wie viel Energie zum…
Weiterlesen →Stromstärke
Die Stromstärke gibt an, wie viel Ladung in einer bestimmten Zeit durch einen Leiter fließt: Die Stromstärke ist eine der wichtigsten Größen der Elektrizitätslehre…
Weiterlesen →Temperatur und Temperaturskalen
Die Temperatur ist ein Maß dafür, wie stark sich die Teilchen eines Stoffes bewegen. In der Physik gibt es zwei wichtige Temperaturskalen: die Celsius-Skala…
Weiterlesen →Thermische Leistung
Die thermische Leistung ist die Wärme, die ein stromdurchflossener Widerstand pro Sekunde erzeugt: Damit verstehst du, warum Leitungen und Bauteile warm werden und warum…
Weiterlesen →Transformator
Der Transformator ändert Wechselspannung über das Verhältnis der Windungszahlen: So lässt sich Spannung hoch- oder heruntertransformieren – unverzichtbar für die Stromversorgung und für Ladegeräte.…
Weiterlesen →Wärmetransport
Wärme wandert immer von warm nach kalt. Dafür gibt es drei Wege des Wärmetransports: Wärmeleitung, Konvektion (Strömung) und Wärmestrahlung. Man muss die drei Arten…
Weiterlesen →Wechselwirkungsgesetz
Das Wechselwirkungsgesetz (3. Newtonsches Gesetz) besagt: Kräfte treten immer paarweise auf. Übt ein Körper eine Kraft auf einen zweiten aus, wirkt gleich stark eine…
Weiterlesen →Widerstandsgesetz
Das Widerstandsgesetz beschreibt, wovon der elektrische Widerstand eines Drahtes abhängt: Dabei ist der spezifische Widerstand (Material), die Länge und die Querschnittsfläche. So kannst du…
Weiterlesen →Wirkungsgrad
Der Wirkungsgrad gibt an, welcher Anteil der zugeführten Energie tatsächlich nutzbar wird: Damit kann man beurteilen, wie sparsam ein Gerät arbeitet und wie viel…
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