Physikformeln
Stelle die Formeln für Dichte, Druck, Energie, Arbeit und Leistung um und löse sie, mit Rechenweg.
So sieht es aus: Kräfte & Beschleunigung
Formeln
- Dichte ρ = m / V
- Druck p = F / A
- Kinetische Energie Eₖ = ½mv²
- Potenzielle Energie (Lageenergie) Eₚ = mgh
- Arbeit W = Fs
- Leistung P = E / t
Rechenbeispiel
Ein Ball mit 0,5 kg fällt aus 3,2 m Höhe. Wie schnell ist er ohne Luftwiderstand kurz vor dem Aufprall?
- Verlorene Lageenergie: mgh = 0,5 × 9,81 × 3,2 = 15,7 J.
- Sie wird vollständig zu kinetischer Energie, also ½mv² = 15,7 J.
- v² = 2 × 15,7 / 0,5 = 62,8, also v = √62,8 ≈ 7,9 m/s.
Ergebnis: Etwa 7,9 m/s.
Häufige Fehler
- Mit Gramm oder Zentimetern rechnen: Rechne zuerst in kg und m um.
- Vergessen, in ½mv² die Geschwindigkeit zu quadrieren.
- g = 10 N/kg nehmen, wenn die Aufgabe 9,81 angibt, oder umgekehrt.
- Arbeit, eine Energie in J, mit Leistung verwechseln, der Energie pro Sekunde in W.
Über dieses Tool
Dieser Rechner fasst sechs Formeln zusammen, die in Physik ständig vorkommen: Dichte, Druck, kinetische Energie, potenzielle Energie (Lageenergie), Arbeit und Leistung. Trag alle Größen ein außer der gesuchten, und der Rechner stellt die Formel um, setzt deine Werte ein und gibt das Ergebnis in SI-Einheiten aus. So kannst du prüfen, ob du eine Formel richtig umgestellt hast.
Tipps
- Die kinetische Energie hängt von v² ab: Doppelte Geschwindigkeit heißt vierfache Energie. Eine Masse von 2 kg mit 3 m/s hat Ek = ½ × 2 × 3² = 9 J.
- g ist auf 9,81 N/kg eingestellt. Rechnet ihr im Unterricht mit 9,8 oder 10 N/kg, ändere den Wert, damit deine Ergebnisse zur Lösung passen.
- Um v aus der kinetischen Energie zu bekommen, stellst du nach v = √(2Ek / m) um. Bei Quadraten und Wurzeln passieren die meisten Umstellungsfehler.
Häufige Fragen
- Warum sind die Einheiten so wichtig?
- Die Formeln funktionieren nur mit SI-Einheiten: Kilogramm, Meter, Sekunden, Newton und Joule. Die Einheitenauswahl rechnet gängige Eingaben für dich um, etwa Gramm in Kilogramm oder km/h in m/s, damit das Ergebnis in der richtigen Einheit herauskommt.
- Kann ich damit Formeln umstellen?
- Ja. Lass eine beliebige Größe leer, und der Rechner zeigt die nach ihr umgestellte Formel, bevor er einsetzt. Aus Ep = mgh wird zum Beispiel h = Ep / mg, wenn die Höhe gesucht ist.
- Was ist der Unterschied zwischen Arbeit und Leistung?
- Arbeit ist die Energie, die übertragen wird, wenn eine Kraft einen Körper bewegt, W = Fd, gemessen in Joule. Leistung gibt an, wie schnell Energie übertragen wird, P = E/t, gemessen in Watt. Ein Watt ist ein Joule pro Sekunde.