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Peter Lingemann, Münster (Germany)

 

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k-Methode

Die k-Methode ist ein rechnerisches Verfahren, mit dessen Hilfe überprüft werden kann, ob ein Zusammenhang zwischen den Messdaten zweier Größen (in einem begrenzten Bereich) durch eine einfachen mathematischen Funktion beschrieben werden kann.

  1. Messdaten in einem Diagramm darstellen
  2. Mit Hilfe der Graphenübersicht eine Vermutung über den mathematischen Zusammenhang zwischen den Messgrößen aufstellen, z.B. y = k·x2
  3. Wenn die Vermutung stimmen sollte, muss es für jedes Paar von Messwerten (x,y) ein immer gleicher Faktor k existieren, sodass y = k·x2 gilt.
    Idee: Die Gleichung wird nach k aufgelöst. Hier: k=yx2[[TeX: k = \frac{y}{x^2}]]
  4. Für jedes Paar von Messwerten wird k berechnet.
  5. Wenn die k (ungefähr) alle gleich sind ist die Vermutung geeignet, (zumindest in einem begrenzten Bereich) einen Zusammenhang zwischen den Messdaten der Größen zu beschreiben.

Einheiten

Basiseinheiten

Die Physik kommt mit 7 Basiseinheiten aus. Geläufig sind sicher:

  1. Meter (m)
  2. Kilogramm (kg)
  3. Sekunde (s)

Dazu kommen

  1. Ampere (A) als Einheit der Stromstärke
  2. Kelvin (K) als Temperatureinheit
  3. Mol (mol) als Einheit der Stoffmenge
  4. Candela (cd) als Einheit der Lichtstärke

Système International d’ Unités

Das internationale Einheitensystem ist ab 1960 entstanden und legt neben den oben genannten 7 Basiseinheiten, weitere 22 abgeleitete Einheiten fest. Diese sind nach bedeutenden Physikern benannt.

Zum Beispiel ist das Newton (N) als Einheit der Kraft eine Abkürzung für: N = kg m s 2

Was bedeutet N=kg m s-2 ?

Die Hochzahl -2 zeigt an, dass die zugehörige Einheit „s“ in den Nenner des Bruchs gehört.

x - n = 1 x n

Es gilt also: N = kg m s - 2 = kg m s 2

Potenzfunktionen

Funktionale Beziehungen zwischen zwei Größen sind in der Physik häufig Vielfache von Potenzfunktionen, also Funktionen des Typs f(x) = k .xn mit x > 0; k, nR.

proportional

Parabeln

Wurzel-Funktion

Kehrwerte

Exponentialfunktionen

exponentielles Wachstum

Erkennungsmerkmal: Wenn die x-Achse eine Zeit-Achse ist, gibt es eine konstante Halbverdoppelungszeit.

exponentielle Abnahme

Erkennungsmerkmal: Wenn die x-Achse eine Zeit-Achse ist, gibt es eine konstante Halbwertszeit.