Mechanik: Impuls, Bewegungsgleichungen und Kraft

Diese Flashcards decken die Kernkonzepte der Mechanik ab, einschließlich Impuls, Newtonsche Gesetze, Bewegungsdiagramme und verschiedene Bewegungsarten wie den freien Fall und den waagerechten Wurf.

Impuls ($p$)

Das Produkt aus der Masse $m$ und der Geschwindigkeit $v$ eines Körpers, formal definiert als $p = m \times v$ mit der Einheit $kg \times m/s$ oder $Ns$.

Impulserhaltungssatz

In einem abgeschlossenen System ist der Gesamtimpuls zu jedem Zeitpunkt gleich groß ($p_{ges, vor} = p_{ges, nach}$).

Wechselwirkungsgesetz (Newton 3)

Übt ein Körper 1 auf einen Körper 2 eine Kraft $F_{12}$ aus, so übt Körper 2 auf Körper 1 eine gleich große, aber entgegengesetzte Kraft $F_{21}$ aus ($F_{21} = -F_{12}$).

Steigung im $t-x$-Diagramm

Der Betrag der Steigung in einem Zeit-Ort-Diagramm entspricht dem Betrag der Geschwindigkeit ($v$).

Gekrümmter Graph im $t-x$-Diagramm

Ein Graph, dessen Steigung zunimmt, beschreibt eine beschleunigte Bewegung; nimmt die Steigung ab, handelt es sich um eine verzögerte Bewegung (Bremsen).

Steigung im $t-v$-Diagramm

Die Steigung in einem Zeit-Geschwindigkeits-Diagramm entspricht der Beschleunigung ($a$).

Gleichförmige Bewegung

Eine Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit ($v = \text{konst.}$), bei der die Beschleunigung $a = 0$ ist.

Gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Eine Bewegung, bei der die Beschleunigung $a$ konstant bleibt ($a \neq 0$).

Zeit-Ort-Funktion ($s(t)$) der gleichförmigen Bewegung

Die Funktion wird beschrieben durch $s(t) = v \times t + s_0$.

Zeit-Geschwindigkeit-Funktion ($v(t)$) der gleichmäßig beschleunigten Bewegung

Die Funktion wird beschrieben durch $v(t) = a \times t + v_0$.

Zeitunabhängige Bewegungsgleichung

Eine Gleichung zur Berechnung der Geschwindigkeit oder Strecke ohne Zeitfaktor: $v^2 = 2 \times a \times \triangle s$ (für $v_0 = 0$).

Freier Fall

Eine Bewegung mit der konstanten Fallbeschleunigung $g \times (\text{an der Erdoberfläche etwa } 9,81 \text{ m/s}^2)$, bei der die Luftreibung vernachlässigt wird.

Waagerechter Wurf

Ein Wurf, bei dem ein Körper waagerecht mit einer Anfangsgeschwindigkeit $v_0$ abgeworfen wird und danach nur noch unter dem Einfluss der Gewichtskraft steht.

Fallparabel

Die nach unten geöffnete Halbgerade bzw. Bahnkurve, die ein Körper beim waagerechten Wurf beschreibt.

Vollkommen inelastischer Stoß

Ein Stoßprozess, bei dem sich zwei Körper nach dem Aufprall verhaken oder verbinden und sich mit einer gemeinsamen Geschwindigkeit $u$ weiterbewegen.

Innere Energie ($E_{innen}$)

Der Teil der kinetischen Energie, der bei einem inelastischen Stoß in andere Energieformen (z. B. Wärme oder Deformation) umgewandelt wird.