Glossar
Die zentralen physikalischen Begriffe des Lehrmittels — kurz und einheitlich erklärt. Verweise führen zur ausführlichen Behandlung auf der jeweiligen Themenseite.
A
Tiefstmögliche Temperatur, bei der die Teilchenbewegung minimal wird: \(0\;\text{K} = -273.15\,^\circ\text{C}\). Praktisch nie ganz erreichbar.
Erscheinungsform eines Stoffes: fest (Teilchen an festen Plätzen), flüssig (verschiebbar) oder gasförmig (frei beweglich). Übergänge: Schmelzen, Verdampfen, Sublimieren.
Grösste Auslenkung einer Schwingung oder Welle aus der Ruhelage. Bestimmt z. B. die Lautstärke eines Tons (nicht die Tonhöhe).
Energie, die übertragen wird, wenn eine Kraft einen Körper längs eines Weges verschiebt. Nur der Kraftanteil in Wegrichtung verrichtet Arbeit. Einheit: Joule (J).
Nach oben gerichtete Kraft auf einen eingetauchten Körper. Sie entspricht dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit (archimedisches Prinzip).
B
Änderung der Geschwindigkeit pro Zeit. Vektorgrösse — auch eine Richtungsänderung bei konstantem Betrag (Kreisbahn) ist eine Beschleunigung. Einheit: m/s².
D
Masse pro Volumen — eine Stoffeigenschaft. Entscheidet beim Schwimmen, Schweben und Sinken über das Verhalten in einer Flüssigkeit. Einheit: kg/m³.
Drehwirkung einer Kraft um eine Achse, Produkt aus Kraft und senkrechtem Hebelarm. Einheit: Newtonmeter (Nm).
Kraft pro Fläche, senkrecht auf eine Fläche wirkend. Einheit: Pascal (Pa = N/m²); in der Praxis oft bar oder hPa.
E
Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu verrichten. Tritt in vielen Formen auf (kinetisch, potentiell, thermisch, elektrisch …) und kann umgewandelt, aber nicht erzeugt oder vernichtet werden. Einheit: Joule (J).
In einem abgeschlossenen System bleibt die Gesamtenergie konstant. Ohne Reibung gilt \(E_{\text{kin}} + E_{\text{pot}} = \text{konst.}\); Reibung wandelt mechanische Energie in Wärme um.
F
Rückstellkraft einer gedehnten oder gestauchten Feder, proportional zur Auslenkung (hookesches Gesetz). \(D\) ist die Federkonstante in N/m.
Anzahl Schwingungen oder Umläufe pro Sekunde. Einheit: Hertz (Hz = 1/s). Bei Schall bestimmt sie die Tonhöhe.
G
Zurückgelegter Weg pro Zeit, eine Vektorgrösse mit Betrag und Richtung. Einheit: m/s (Praxis: km/h, \(1\;\text{m/s}=3.6\;\text{km/h}\)).
Kraft, mit der die Erde einen Körper anzieht. Greift am Schwerpunkt an und zeigt senkrecht nach unten. Nicht zu verwechseln mit der Masse.
H
Gleichgewichtsbedingung am Hebel: das Produkt aus Kraft und Hebelarm ist auf beiden Seiten gleich. Grundlage von Wippe, Balkenwaage und Werkzeug.
K
Bewegungsenergie eines Körpers. Wächst quadratisch mit der Geschwindigkeit — doppelte Geschwindigkeit, vierfache Energie. Einheit: Joule (J).
Der Schlussbetrag — was insgesamt zu bezahlen ist. Ergibt sich aus der Menge mal dem Preis pro Einheit. Nicht zu verwechseln mit dem Preis, der sich immer auf eine Einheit bezieht. Einheit: CHF.
Ursache für die Änderung von Bewegung oder Form eines Körpers. Vektorgrösse mit Betrag, Richtung und Angriffspunkt. Einheit: Newton (N = kg·m/s²).
L
Grundeigenschaft geladener Teilchen; tritt nur als Vielfaches der Elementarladung \(e\) auf. Einheit: Coulomb (C).
Umgesetzte Energie (oder verrichtete Arbeit) pro Zeit. Einheit: Watt (W = J/s). Bei Elektrizität gilt \(P = U\cdot I\).
Welle, bei der die Teilchen längs der Ausbreitungsrichtung schwingen (Verdichtung/Verdünnung). Typisches Beispiel: Schall.
M
Mass für die Trägheit eines Körpers und für seine Schwere. Ortsunabhängig (im Gegensatz zur Gewichtskraft). Einheit: Kilogramm (kg).
N
Kraft, die eine Unterlage senkrecht zu ihrer Fläche auf einen Körper ausübt. Sie verhindert das Durchdringen und bestimmt die maximale Haftreibung.
P
Schaltung, bei der an allen Bauteilen dieselbe Spannung liegt und sich der Strom aufteilt. Der Gesamtwiderstand ist kleiner als der kleinste Einzelwiderstand.
Zeit für eine vollständige Schwingung oder einen Umlauf. Kehrwert der Frequenz: \(T = 1/f\). Einheit: Sekunde (s).
Lageenergie eines Körpers im Schwerefeld, gemessen ab einem frei wählbaren Nullniveau. Einheit: Joule (J).
Die Kosten pro Einheit — was eine Einheit kostet, z. B. \(3.20\;\text{CHF/kg}\) oder \(3.00\;\text{CHF/km}\). Einheit: CHF pro Mengeneinheit.
R
Kraft, die einer Bewegung entlang einer Berührfläche entgegenwirkt. Die Haftreibung ist meist grösser als die Gleitreibung (\(\mu_H \ge \mu_G\)).
Schaltung, bei der alle Bauteile vom selben Strom durchflossen werden und sich die Spannung aufteilt. Die Widerstände addieren sich.
S
Longitudinale Druckwelle in einem Medium (Luft, Wasser, Festkörper). Im Vakuum gibt es keinen Schall. Geschwindigkeit in Luft (20 °C): \(\approx 343\;\text{m/s}\).
Druck in einer Flüssigkeit durch deren Eigengewicht. Wächst linear mit der Tiefe und ist unabhängig von der Gefässform (hydrostatisches Paradoxon).
Punkt, an dem die gesamte Gewichtskraft eines Körpers angreifend gedacht werden kann. Bei symmetrischen Körpern im geometrischen Zentrum.
Antrieb für den elektrischen Strom — Energie pro Ladung zwischen zwei Punkten. Einheit: Volt (V).
Wärme, die nötig ist, um 1 kg eines Stoffes um 1 K zu erwärmen. Wasser hat mit \(4.19\;\text{kJ/(kg·K)}\) einen besonders hohen Wert. Einheit: J/(kg·K).
T
Mass für die mittlere Bewegungsenergie der Teilchen. SI-Einheit Kelvin (K); Umrechnung \(T = \vartheta + 273.15\).
Bestreben eines Körpers, seinen Bewegungszustand beizubehalten. Ohne resultierende Kraft bleibt er in Ruhe oder in gleichförmiger geradliniger Bewegung.
Welle, bei der die Teilchen senkrecht (quer) zur Ausbreitungsrichtung schwingen. Beispiele: Seilwelle, Licht.
V
Volumenzunahme eines Körpers bei Erwärmung. Bei Festkörpern gilt näherungsweise \(\gamma \approx 3\alpha\); Flüssigkeiten und Gase dehnen sich stärker aus.
W
Energie, die aufgrund eines Temperaturunterschieds übertragen wird — eine Prozessgrösse. Ein Körper enthält innere Energie, nicht „Wärme". Einheit: Joule (J).
Zum Erwärmen (oder Abkühlen) nötige Energie, abhängig von Masse, Stoff (c) und Temperaturänderung.
Ausbreitung einer Schwingung im Raum, die Energie transportiert, aber keine Materie. Verknüpft Ausbreitungsgeschwindigkeit, Wellenlänge und Frequenz.
Abstand zwischen zwei benachbarten gleichen Wellenpunkten (z. B. Berg zu Berg). Einheit: Meter (m).
Mass dafür, wie stark ein Bauteil den Strom hemmt. Einheit: Ohm (Ω). Für viele Leiter gilt das ohmsche Gesetz \(U = R\cdot I\).
Verhältnis von nutzbarer zu zugeführter Energie, stets \(< 1\). Verluste treten meist als Wärme auf. Bei mehreren Stufen multiplizieren sich die Wirkungsgrade.
→ 4.3 Energie · 5.2 Wärme
Z
Zur Kreismitte gerichtete Beschleunigung bei einer Kreisbewegung. Sie ändert die Richtung der Geschwindigkeit, nicht ihren Betrag.