Frage von BWorld50, 25

Frage über Physik, was sagen Potenzen aus?

Guten Tag,

im Fach Physik kriege ich ständig neue Formeln. Die neuste Formel ist die Formel für die Berechnung der Zentriepetalkraft. Sie lautet : Fz = m*v²/r. jetzt Frage ich mich warum es eigentlich m² heißt? Was sagen die Potenzen immer aus? Warum ist es nicht z.B einfach m? Ich hoffe ihr versteht meine Frage. Ich bekomme ständig Potenzen in Physik aber ich verstehe nicht was sie aussagen.

MfG

Expertenantwort
von Hamburger02, Community-Experte für Physik, 9

In der genannten Formel wärs ja v^2.

Deine Frage ist aber nicht unwichtig, denn die Potenzen spielen tatsächlich eine wichtige Rolle. Sie geben an, ob ein Verhältnis, hier Fz zu v, proportional oder wie hier quadratisch ist.

Das mit den Potenzen passiert immer dann, wenn ein Parameter, hier die Geschwindigkeit, sich mehrfach auf das Ergebnis auswirkt. Wenn du schon mal in einem Auto gefahren bist, kennst du die Zentrifugalkraft in der Kurve. Zentripetalkraft ist gleich groß, bloß in die entgegengesetzte Richtung. Aber die Zentrifugalkraft kennst du aus Erfahrung.

Die Zentrifugalkraft ist davon abhängig, wie schnell man in die Kurve fährt und davon, wie eng die Kurve ist.

Wenn du durch eine bestimmte Kurve fährst, ist bei doppelter Geschwindigkeit die Zentrifugalkraft doppelt so hoch.

Wenn du bei derselben Geschwindigkeit durch eine Kurve fährst, die doppelt so eng ist, ist Fz ebenfalls doppelt so groß. Wie aber soll man "eng" physikalisch fassen? Einfach nur den Radius zu nehmen, klappt nicht. Für einen Tretroller ist eng etwas anderes, als für ein Formel-1 Fahrzeug bei 300 km/h. "Eng" hängt also ebenfalls von der Geschwindigkeit ab, genaugenommen vom Verhältnis von Geschwindigeit zum Radius. Bei doppelter Geschwindigkeit und doppeltem Kurvenradius habe ich dieselbe Fz. (v/r= 2v/2r).

Wir haben also gleich 2 Quellen, aus denen sich v in die Formel schleicht. Einmal aus der Bahngeschwindigkeit und dann noch aus dem Verhältnis v/r. In der Formel steht dann v * v = v^2

Kommentar von BWorld50 ,

GENAU DAS MEINTE ICH !!! DANKE!!!!!!!

Kommentar von Hamburger02 ,

Gerne. Das war auch eine sehr klar formulierte Frage.

Antwort
von Halswirbelstrom, 15

Das Symbol "m" ist mehrdeutig. Es kann das Formelzeichen für die Masse, das Kurzzeichen für "milli" oder auch die Einheit der Länge - Meter - bedeuten. In allen Fällen ist   m² = m*m.   

1)   F = G ∙ m ∙ m / r²  (Gravitationsgesetz)  In diesem Fall ist z.B.  3kg ∙ 2kg = 6kg²

2)   Kurzzeichen für die Vorsilbe vor Einheiten:  Beispiel:    m ∙ …= 1∙ 10°-3 ∙ …

       2m ℓ ∙ 4m ℓ = 2 ∙ 10^-3 ℓ ∙ 4 ∙ 10°-3 ℓ = 10^-6 ℓ²

3)   Kurzeichen der Einheit  1m:  Beispiel: A = a ∙ b = 2m ∙ 5m = 10m² 

LG

Antwort
von ThomasJNewton, 3

Nun, in diesem Fall ist es einfach nur m, als Potenz taucht v auf.
OK, das war ein Flüchtigkeitsfehler, passiert jedem.
Aber wenn man diese Fehler nicht ernst nimmt, dann bleibt nur die Flüchtigkeit, der beste Weg, gar nichts mehr zu verstehen.

Ich will es dir an einem ganz anderen Beispiel erklären:
Hoffentlich kennst du das Ohmsche Gesetz, der Strom ist Spannung/Widerstand. Und der Widerstand ist in diesem Beispiel konstant.
Wenn du nun die Spannung verdoppelst, verdoppelt sich auch der Strom.
Und die Leistung, die ja Spannung mal Stromstärke ist, vervierfacht sich.
Die Spannung geht also doppelt in die Berechnung der Leistung ein.
Und mathematisch formuliert ist das eben "im Quadrat".

Antwort
von weckmannu, 4

In der Formel steht nicht m^2, sondern v^2.
Das sagt aus, dass die Größe Fz nicht nur proportional zu v ist, sondern mit dem Quadrat von v zunimmt, z.b. bei 3facher Geschwindigkeit 3 * 3= 9 mal größer ist.

Antwort
von UlrichNagel, 14

Das ist eine Kraftformel und als Einheit muss nach F=ma => kgm/s²=N heraus kommen, also ist dein m² falsch! Es steht ja auch nicht in der Formel! Eventuell meinst du m²/s² =[v]

v² = [m²/s²] und mit r kürzt sich 1m heraus, so dass kgm/s² als richtige Einheit heraus kommt!

Antwort
von Jonalvi, 25

m² = m x m

Quasi die Kurzschreibweise.

Kommentar von BWorld50 ,

Ja das verstehe ich , aber was soll sie Aussagen? Was sagt die Formel m² aus?

Kommentar von Jonalvi ,

m = masse, heißt, masse x 2. 

Kommentar von BWorld50 ,

Ja das ist mir auch klar =) Ich warum das so benutzt wird? Was bringt es mir , wenn ich Masse mal Masse rechne? Ich will mir das irgendwie simulieren verstehst du ?

Kommentar von UlrichNagel ,

Es geht nicht um Masse * Masse sondern um Meter * Meter aus v²

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