Physikalische Formeln
Größe wählen, eingeben was Sie wissen — der fehlende Wert wird berechnet.
13 der gebräuchlichsten physikalischen Formeln aus der Schule an einem Ort — von der Geschwindigkeit bis zur Linsengleichung. Formel wählen, eingeben was Sie wissen (z. B. Kraft und Masse), der Rest wird berechnet.
Wie oft haben Sie die Formel für die Geschwindigkeit gesucht oder wie das Ohm'sche Gesetz funktioniert? Genau dafür ist diese Seite.
Formelübersicht — und wofür sie in der Praxis nützlich sind
Geschwindigkeit: v = s/t (m/s) — wie viele km/h ein Auto fuhr, wenn es die gegebene Strecke in gegebener Zeit zurücklegte.
Beschleunigung: a = Δv/t (m/s²) — wie schnell ein Auto oder ein Aufzug beschleunigt oder abbremst.
Kraft (2. Newton'sches Gesetz): F = m×a (N) — mit welcher Kraft Sie etwas schieben müssen, damit es mit gegebener Beschleunigung beschleunigt.
Arbeit: W = F×s (J) — wie viel Energie es kostet, einen schweren Gegenstand über eine gegebene Strecke zu bewegen.
Leistung: P = W/t (W) — wie schnell die Arbeit verrichtet wird (der Verbrauch von Geräten wird eben in Watt angegeben).
Kinetische Energie: Eₖ = ½×m×v² (J) — Energie eines bewegten Körpers, deshalb hat ein schnelleres Auto einen schlechteren Bremsweg.
Potenzielle Energie: Eₚ = m×g×h (J), g = 9,81 m/s² — Energie eines Körpers in einer bestimmten Höhe.
Ohm'sches Gesetz: U = I×R (V, A, Ω) — die Grundlage der Elektronik, das Verhältnis von Spannung, Strom und Widerstand in einem Stromkreis.
Elektrische Leistung: P = U×I (W) — wie viel Watt ein Gerät tatsächlich anhand von Spannung und Strom aufnimmt.
Hydrostatischer Druck: p = h×ρ×g (Pa), g = 9,81 m/s² — warum das Wasser in tieferem Wasser eines Schwimmbads oder Meeres stärker drückt.
Wärme (kalorimetrische Gleichung): Q = m×c×ΔT (J) — wie viel Energie Sie benötigen, um eine gegebene Masse eines Stoffs um eine gegebene Anzahl Grad zu erwärmen.
Auftriebskraft (Archimedisches Prinzip): Fₐ = ρ×V×g (N), g = 9,81 m/s² — warum Holz auf Wasser schwimmt.
Linsengleichung: 1/f = 1/a + 1/a' (m) — wie weit von der Linse (Kamera, Brille, Lupe) ein scharfes Bild entsteht.
Häufige Fragen
Wie berechnet man die Geschwindigkeit?
Die Geschwindigkeit berechnet sich als Weg geteilt durch Zeit (v = s/t). Aus derselben Formel lässt sich auch der Weg (s = v×t) oder die Zeit (t = s/v) ausdrücken.
Was besagt das Ohm'sche Gesetz?
Das Ohm'sche Gesetz besagt, dass die Spannung gleich dem Strom multipliziert mit dem Widerstand ist (U = I×R). Es erlaubt, jede Größe zu berechnen, wenn die anderen beiden bekannt sind.
Was ist der Unterschied zwischen Arbeit und Leistung?
Die Arbeit (W) ist die gesamte verrichtete Energiemenge, die Leistung (P) gibt an, wie schnell diese Arbeit verrichtet wird — Leistung = Arbeit ÷ Zeit.
Was ist die Erdbeschleunigung g und warum wird 9,81 verwendet?
Die Erdbeschleunigung g beschreibt, wie stark die Erde Gegenstände anzieht — an ihrer Oberfläche beträgt sie etwa 9,81 m/s² und wird in Formeln für potenzielle Energie oder hydrostatischen Druck verwendet.
Warum wiegen Dinge im Wasser weniger (oder schwimmen)?
Nach dem Archimedischen Prinzip wirkt auf einen eingetauchten Körper eine Auftriebskraft, die dem Gewicht der verdrängten Flüssigkeit entspricht. Ist diese Kraft größer als die Gewichtskraft des Körpers, schwimmt er.
Wie berechnet man die Beschleunigung?
Die Beschleunigung berechnet sich als Geschwindigkeitsänderung geteilt durch die Zeit, in der die Änderung erfolgte (a = Δv/t). Ein positiver Wert bedeutet Beschleunigung, ein negativer Abbremsen.
Was besagt das zweite Newton'sche Gesetz (F = m×a)?
Die für die Bewegung eines Körpers benötigte Kraft ist direkt proportional zu seiner Masse und Beschleunigung — je schwerer der Gegenstand oder je schneller er beschleunigen soll, desto größer die benötigte Kraft.
Was ist kinetische Energie und wovon hängt sie ab?
Kinetische Energie ist die Energie eines bewegten Körpers (Eₖ = ½×m×v²). Sie wächst linear mit der Masse, aber quadratisch mit der Geschwindigkeit — deshalb hat ein doppelt so schnelles Auto die vierfache kinetische Energie.
Wie ermittle ich die tatsächliche Leistungsaufnahme eines Geräts in Watt?
Elektrische Leistung = Spannung × Strom (P = U×I). Kennen Sie die Netzspannung (230 V) und den gemessenen Strom, erhalten Sie durch Multiplikation die tatsächliche Leistungsaufnahme des Geräts.
Wie berechne ich, wie viel Energie ich zum Erwärmen von Wasser benötige?
Nach der kalorimetrischen Gleichung Q = m×c×ΔT, wobei m die Masse des Wassers, c die spezifische Wärmekapazität (bei Wasser 4186 J/(kg·K)) und ΔT die Temperaturdifferenz vor und nach dem Erwärmen ist.