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Technische Grundlagen

Physikalische Grundlagen, Einheiten und Grundgleichungen für technische Vorberechnungen.

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Zusammenhang

Physikalischen Zusammenhang wählen, bekannte Größen mit Einheiten eingeben und die Annahmen des Idealmodells prüfen.

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Rechner in dieser Kategorie

01BIPM SI Brochure, 9th ed. / NIST SP 811

Technischer Einheitenumrechner

Technische Größen über den gemeinsamen SI-Kern umrechnen.

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02F = m·a

Kraft-Rechner: F = m·a

Berechne die resultierende Kraft eines Körpers aus Masse und Beschleunigung.

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03ρ = m/V

Dichte-Rechner aus Masse und Volumen

Berechne die Dichte eines Materials oder Fluids aus Masse und Volumen.

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04p = F/A

Druck-Rechner: Kraft durch Fläche

Berechne den mittleren Druck auf eine Fläche aus Normalkraft und wirksamer Fläche mit p = F/A.

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05v = s/t

Geschwindigkeit-Rechner aus Strecke und Zeit

Berechne die mittlere Geschwindigkeit eines Fahrzeugs oder Prozesses aus Strecke und Zeit.

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06a = Δv/Δt

Beschleunigung-Rechner

Berechne die mittlere Beschleunigung aus Anfangs- und Endgeschwindigkeit sowie dem Zeitintervall.

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07Eₖ = ½mv²

Kinetische Energie Rechner

Berechne die Bewegungsenergie eines Körpers aus Masse und Geschwindigkeit.

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08Eₚ = mgh

Potenzielle Energie Rechner

Berechne die Lageenergie aus Masse, Höhenänderung und Erdbeschleunigung.

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09Dubbel Mechanik B 2.1.2 (Beispiel schiefer Wurf, hier Abwurfwinkel β = 0): x = v1·t, y = −g·t²/2 → x = v0·√(2h/g)

Waagerechter Wurf Rechner: Wurfweite

Berechne Wurfweite, Falldauer und Auftreffgeschwindigkeit eines waagerecht abgeworfenen Körpers aus Abwurfhöhe und Anfangsgeschwindigkeit.

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10Pegeldefinition Ly = 10·lg(Y/Y0) für Energiegrößen nach Dubbel Meßtechnik W 2.9.2; energetische Addition inkohärenter Quellen

Schallpegel addieren – Rechner (dB)

Berechne den Gesamtschallpegel zweier inkohärenter Schallquellen aus ihren Einzelpegeln in dB.

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11Dubbel Meßtechnik W 2.9.2: Lx = 20·lg(X/X0), „bei Abstandsverdoppelung fällt der Schallpegel um ca. 6 dB" (Punktquelle, Freifeld)

Schallpegel-Entfernung-Rechner

Berechne den Schallpegel einer punktförmigen Quelle in neuer Entfernung aus dem bekannten Pegel in einer Referenzentfernung.

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12Kräftegleichgewicht m·g = FW mit FW = cw·(ρv²/2)·Ap nach Dubbel Mechanik B 6.6.4, Gl. (35)

Grenzgeschwindigkeit-Rechner für den freien Fall

Berechne die Grenzgeschwindigkeit eines fallenden Körpers, bei der sich Gewichtskraft und Luftwiderstand aufheben.

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13Dubbel Meßtechnik W 1.4 Gaußsches Fehlerfortpflanzungsgesetz, Summen-/Differenzfunktion: Δy = √(ΔA² + ΔB²); GUM/JCGM 100

Fehlerfortpflanzung-Rechner für Summen

Berechne die kombinierte Standardunsicherheit der Summe oder Differenz zweier unabhängiger Messgrößen aus ihren Einzelunsicherheiten.

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14Lineare Näherung c ≈ 331,3 + 0,606·T (°C) der idealen Gasbeziehung wS = √(κ·R·T) nach Dubbel Thermodynamik D 7.2.1

Schallgeschwindigkeit-Rechner für Luft

Berechne die Schallgeschwindigkeit in trockener Luft aus der Lufttemperatur mit der linearen Näherung oder umgekehrt.

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15Laufzeitprinzip s = c·t nach Dubbel Meßtechnik W 2.3.1 (Impuls-/Echoverfahren), hier Hin- und Rückweg: r = c·t/2

Abstand-Rechner aus der Schalllaufzeit (Echolot)

Berechne die Entfernung zu einer reflektierenden Fläche aus Schallgeschwindigkeit und gemessener Echolaufzeit.

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16Doppler-Effekt für bewegte Quelle, ruhender Beobachter: f' = f·c/(c−v); Dubbel Meßtechnik W 2.3.1 nennt das Prinzip (Radar)

Doppler-Effekt-Rechner

Berechne die beim Beobachter ankommende Frequenz einer sich annähernden Schallquelle aus Sendefrequenz, Schall- und Quellengeschwindigkeit.

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17W = F·s

Arbeit-Rechner: Kraft mal Weg

Berechne die mechanische Arbeit bei konstanter Kraft in Bewegungsrichtung.

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18f = 1/T

Frequenz- und Periodendauer-Rechner

Berechne Schwingungs- oder Drehfrequenz aus der Periodendauer und umgekehrt.

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19s = Δh/L

Gefälle-Rechner: Steigung in Prozent

Berechne Straßen-, Rampen- oder Rohrgefälle aus Höhenänderung und horizontaler Strecke.

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20F = m·v²/r

Zentripetalkraft-Rechner

Berechne die radial nach innen gerichtete Kraft eines Körpers auf einer Kreisbahn.

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21a = v²/r

Zentripetalbeschleunigung-Rechner

Berechne die radiale Beschleunigung eines Körpers auf einer Kreisbahn.

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