heute möchte ich über die grundlagen der physik sprechen und ja ein überblick über die wichtigsten physikalischen größen und einheiten geben zunächst müssen wir aber natürlich die frage klären das ist überhaupt physik die physik beschäftigt sich mit den messbaren dingen in der natur und untersucht die materie deren bewegung und verhalten raum und zeit und die darin wirkenden kräfte die physik befasst sich somit mit den grundprinzipien die die natürlichen vorgänge bestimmen und wird deshalb häufig auch als die fundamentalsten naturwissenschaft bezeichnet das ziel der physik ist es mit hilfe von definierten grundannahmen das verhalten des universums als ganzes zu verstehen die physikalischen zusammenhänge die sich daraus ergeben lassen sich mit hilfe von mathematischen gleichungen darstellen so eine gleichung besteht aus physikalischen größen die durch mathematische rechenoperation miteinander verknüpft sind in der jeder physikalischen größe steht eine messung die messung ordnen der physikalischen größe eine mit einer einheit behaftete maßzahl zu die physikalische größe wird der einfachheit halber immer mit einem symbol dargestellt nehmen wir mal das folgende beispiel für eine messung ein fahrradfahrer wird eine strecke von 5000 meter dann würde man die strecke wie folgt darstellen es gleich 5000 meter es ist das symbol für die physikalische größe der strecke 5000 ist die maßzahl und emily ist das symbol für meter die gewählte einheit der strecke wenn die maßzahl einer physikalischen größe sehr klein oder sehr groß ist wie die darstellung sehr aufwendig weil man viele nullen schreiben muss zum beispiel bei dem durchmesser eines metronoms von die gleich 000 000 1 meter oder auf der anderen seite zb bei der entfernung zwischen berlin und hamburg von el gleich 290.000 metern und daher ist eine so genannte zehnerpotenzen zehnerpotenzen sein potenzen mit der basis 10 und einem positiven oder negativen ganzzahligen exponenten ein positiver exponent zur basis zu stellen ein vielfaches von ziehen da ein negativer exponent zur basis 10 stellt einen bruchteil von zehn da so zum beispiel bei der zahl 10.000 als vielfaches von 10 man schaut wie oft man die zehn mit sich selbst multiplizieren muss um auf 10.000 zu kommen das muss man viermal deshalb es 10.000 als zehnerpotenz ausgedrückt auf zehn hoch 4 das ganze funktioniert aber auch zum beispiel bei der zahlen 0,01 als bruchteil von c hier macht man aus der dezimalzahlen zunächst einen bruch hier also ein hundertstel und nenner das buch sieht es dann genauso aus wie man schaut wie oft man die zehn mit sich selbst multiplizieren muss um auf 100 zu kommen hier also einmal darauf steht 10 hoch zwei und weil wir die einfachen zähler stehen haben die exponenten zehnerpotenz negativ nämlich zehn hoch minus 2 wenn mir das ganze jetzt mal auf die beispiele von gerade an aus dem durchmesser des mitochondrien müssen wir somit auch zunächst einbruch machen nämlich einen ein millionstel meter als potenz ausgedrückt ergibt sich beim nenner 10 hoch 6 das erkennt man übrigens auch ganz einfach eine zahl der null weil mit jeder weiteren multiplikation mit zehn die eine null dazu kommt eine million hat 60 deshalb sie noch 6 und weil wir noch die einst im zimmer stehen haben wieder exponent negativ und wir erhalten 10 hoch minus 6 bei der entfernung zwischen hamburg und berlin wird es wieder einfacher hier lässt man die 290 stehen und muss nur die nullen zählt so dass auf 290.000 290 mal 10 hoch 3 wird das macht jetzt hier zwar auch noch nicht den riesen unterschied aber bei größeren zahlen ist diese darstellung schon deutlich übersichtlicher für einige zehnerpotenzen gibt es zusätzlich sogenannte prä fixe die darstellung der maßzahl ebenfalls erleichtern und diese vorzeichen sind das was wir auch am ehesten nutzen so werden nämlich aus der größe des mitochondrien von die gleich 000 000 1 meter 10 hoch minus 6 meter und aus 10 06 meter wird ein mikrometer genau so bei der entfernung hamburg berlin aus 290.000 metern werden 290 mal 10 hoch 3 meter und 290 x 10.3 metern werden 290 kilometer eine physikalische größe wird danach eingeteilt ob man sie auf andere fundamentale physikalische größen zurückführen kann wenn das nicht möglich ist spricht man von einer basis größe und ihre einheit wir dann als basis einheit bezeichnet wenn man eine physikalische größe hingegen auf andere basis größten zurückführen kann spricht man von einer abgeleiteten größe und die eine wird als abgeleitete einheit bezeichnet ein beispiel die größe geschwindigkeit gibt an welche strecke pro zeiteinheit zurückgelegt wird angegeben beispielsweise in meter pro sekunde es ist also das weg brotzeit verhältnis und setzt sich aus den basis größen strecke mit der basiseinheit meter und zeit mit der basiseinheit sekunden zusammen die geschwindigkeit ist also die abgeleitete größe mit der abgeleiteten einheit meter pro sekunde wirklich bemerkenswert ist dass für die gesamte für sie bis heute nur sieben basis größen notwendig sind alle anderen physikalischen größen lassen sich aus diesen sieben basis größten ableiten für physikalische größen gibt es viele verschiedene einheiten man kann die masse eines objekts zb in gramm kilogramm fund oder uns an geben genauso kann man die zeit natürlich in sekunden stunden- minuten- oder sogar monaten angeben um die von verschiedenen menschen gemessenen werte besser vergleichbar zu machen hat man sich deshalb auch ein festes einheiten system geeinigt dass heute wichtigste einheiten system ist dass se system dieses system den für jede physikalische größe egal ob eine basis größe oder eine abgeleitete größe eine sogenannte es die einheit fest das bedeutet also es gibt wie jede physikalische größe mehrere mögliche einheiten aber nur eine davon ist die sg einheit so kann man die zeit in sekunden minuten stunden tage oder jahren angeben aber nur die sekunde ist die sg einheit derzeit damit man zwei maßzahlen einer physikalischen einheit miteinander vergleichen kann müssen diese die gleiche einheit haben wenn die maßzahlen nicht in der gleichen einheit vorliegen müssen sie umgerechnet werden so kann man natürlich 4 meter mit 100 metern vergleichen aber nicht 400 zentimeter mit 100 metern und muss deshalb die 400 zentimeter zunächst in meta umrechnen umrechnung kann man natürlich für alle möglichen einheiten vornehmen dabei hilft es aber in jedem fall wenn man sich vor augen führt dass hinter jedem präfix eine zehnerpotenz steht nehmen wir mal das beispiel der umrechnung von quadratzentimetern im quadratmeter wir wissen dass hinter dem präfix and i die zehnerpotenz 10 hoch minus 2 steht so werden aus einem zentimeter 10 hoch minus 2 meter weil wir hier aber quadratzentimeter haben und nicht zentimeter müssen wir die beiden exponenten exponenten miteinander multiplizieren zweimal - 24 deshalb werden aus einem quadratzentimeter 10 hoch minus 4 meter nehmen wir dafür mal ein zahlenbeispiel wir haben 50.000 quadratzentimeter und möchten die in quadratmeter um rechnen weil wir jetzt ja wissen dass ein quadratzentimeter 10 uhr um in das vier meter ergibt können wir 49 abziehen und kam auf fünf quadratmeter nehmen wir als zweites beispiel noch mal die umrechnung von kubik millimetern in kubik dezimeter die vorsilbe milli steht für tausendste und hat daher die zehnerpotenz 10 hoch minus 3 die vorsilbe d c steht für zehnte und hat die zehnerpotenz 10 hoch minus 1 dann wird die beiden miteinander verrechnen ergibt sich dass ein millimeter 10 hoch minus 2 dezimeter darstellt jetzt haben wir ja aber nicht nur mm soll kubikmillimeter und müssen deshalb den exponenten noch mit drei multiplizieren so dass wir für einen kubikmillimeter auf zehn hoch minus 6 kubik dezimeter kommen wenn wir also zum beispiel 5000 kubikmillimeter haben und diesen coup dezimeter um rechnen müssen müssen wir das komma um sechs stellen nach links verschieben dafür gehen zuerst die drei nullen von der 5.000 drauf und drei weiteren neuen werden vor die fünf gesetzt so dass wir auf 0,005 kubikzentimeter kommen nächstes beispiel wir wollen kubikzentimeter in liter umrechnen dafür muss man wissen dass ein liter ein kombi dezimeter darstellt das heißt es geht um die umrechnung von kubikzentimetern in kobe dezimeter steht für 10 - 2 gc steht 14 - einst miteinander verrechnet bedeutet dass ein zentimeter ergibt 10 -1 dezimeter weil es aber um kubikzentimeter gibt müssen wir die -1 noch mit drei multiplizieren so dass ich für einen kubikzentimeter 10 uhr - drei kubikmeter beziehungsweise im detail gegeben wenn wir dann zum beispiel 500 kubikzentimeter haben müssen wir das komme nur um drei stellen nach links verschieben so dass ich daraus 0,5 liter ergeben und ein letztes beispiel aus dem bereich der zeit möchte ich noch auf führen nämlich die umrechnung von stunden in sekunden das ist schon deutlich einfacher dann wenn man weiß dass eine stunde 60 minuten hat und dass eine minute 60 sekunden hat müssen wir die 60 minuten nur noch mit den 60 sekunden multiplizieren so dass wir für eine stunde auf 3600 sekunden kommen wenn man zum beispiel drei stunden in sekunden umrechnen möchte multipliziert man die drei mit die 3600 so dass man auf 10.800 sekunden kommt wenn man diese arten der umrechnung drauf hat kann man im prinzip auch alle weiteren umrechnungen vornehmen jetzt möchte ich mal auf die unterschiedlichen mengenangaben in der für sie zu sprechen kommen denn das gewicht einer substanz physikalisch als massa bezeichnet ist abhängig von der sogenannten stoffmenge das ist indirekt die teilchen anzahl einer bestimmten stoff portion diese teilchen im gleichzeitig einen gewissen raum ein und verleihen der substanz dadurch ein bestimmtes volumen jede substanz da ist bei gleichem volumen eine andere masse auf die masse einer substanz bezogen auf ein bestimmtes volumen ist die dichte schauen uns diese drei größen aber mal genauer an am einfachsten nachzuvollziehen ist ganz klar die masse die masse ist eine basis größe und ein maß für das gewicht eines objektes ist aber nicht mit dem gewicht gleichzusetzen der unterschied besteht darin dass das gewicht ortsabhängig ist so ist ein objekt zum beispiel auf dem mond sechs mal leichter als auf der erde die masse eines objektes ist hingegen überall gleich sie wird den einheiten die milligramm gramm oder kilogramm angegeben kilogramm ist aber die basiseinheit und sg einheit die masse eines objektes hängt davon ab aus wie vielen teilchen also auch aus wie vielen atomen und molekülen das objekt besteht je mehr teilchen vorhanden sind desto größer ist die masse des objektes die masse wird deshalb auch als extensive größe bezeichnet das bedeutet sie ändert sich mit der größe des systems das gegenteil hiervon sind intensive größen welche sich mit der größe des systems nicht ändern wie zum beispiel die temperatur kommen wir jetzt mal stoffmenge die stoffmenge ist eine basis größe und ein maß für die anzahl von identischen teilchen aus denen eines portion besteht dementsprechend ist sie auch eine extensive größe die sich mit der größe des systems erhöht diese teilchen können entweder atome moleküle oder formel 1 halten zeigen ein stück reisen beispielsweise besteht aus eisenatom bei einem bestimmten volumen an wasser liegen wassermoleküle vor und bei kochsalz haben die natrium chlorid frommel einheiten die sich in großer zahl wiederholt die basiseinheit für die stoffmenge ist das wohl ein mond steht dabei für 6,0 2 2 mal 10 hoch 23 teilchen wenn also zum beispiel 12,04 4 mal 10 hoch 23 wassermoleküle vorliegen dann haben wir eine stoffmenge n bezogen auf h2o von zwei mode auf der anderen seite hat zum beispiel ein kilogramm wasser eine stoffmenge von 55,5 6 mol was wiederum für 55 56 x 6,0 2 2 mal 10 hoch 23 wassermoleküle steht dementsprechend sind die anzahl der teilchen großen und die stoffmenge kleinen proportional zueinander denn wenn sich die anzahl von atom in einer substanz verdoppelt dann verdoppelt sich auch die stoffmenge deshalb verknüpft man die beiden größten untereinander gleichungen miteinander nämlich großen ist gleich kleinen mal n a dabei ist n a die sogenannte avocado zahl sie gibt die anzahl von teilchen an die zusammen ein wohl ergeben somit kann man mit hilfe der gleichung die teilchen als sehr groß en aus der stoffmenge klein ende rechnet dann wenn man sich zum beispiel fragt wie viele wassermoleküle gibt es in drei mal wasser dann setzt man einfach in die gleichung 1 1 von h2o also die teilchen anzahl von h2o ist gleich die stoffmenge von h2o mal die avocado zahl also drei mal sechs mal 10 hoch 23 1 durch mol mol und mol kurzen sich weg sodass man 18 x 10 23 wassermoleküle erhält das ganze funktioniert auch andersherum wenn man die teilchen als er gegeben hat und die stoffmenge berechnen möchte dafür müssen wir nur die gleichung nach kleinen umstellen dann ergibt sich plan n ist gleich groß en durch die avocado zahlen und liegen zum beispiel 15 als 10 23 wassermoleküle vor und wir möchten die stoffmenge berechnet dann setzen wir einfach in die formel 1 und erhalten 0,25 mio die dritte größe die uns jetzt noch fehlt ist die dichte sie ist definiert als masse pro volumen und ist eine abgeleitete größe was man darin erkennt dass sie das volumen als basis größe enthält die sg einheit für die dichte ist kilogramm pro kubikmeter die dichter hängt nicht von der größe des systems ab und ist daher eine intensive größe nehmen nehmen wir die folgende fragestellung mal als beispiel aufgabe wie groß ist die dichte eines stoffes in kilogramm pro kubikmeter wenn 120 gramm ein volumen von 100 kubikmetern einnehmen dafür nehmen wir uns die formel von geradezu hilfe die masse und das volumen haben wir gegeben die werte können wir also einsetzen jetzt stimmt die einheit nur noch nicht wir möchten die dichte ja ein kilogramm pro kubikmeter angeben den zähler können wir ganz einfach an 0,12 kilogramm umwandeln bei männer wissen wir dass die vorsilbe cent ii für die zehnerpotenz 10 - zwei steht weil es sich aber um kubikmeter handelt müssen wir die -2 noch mit drei multiplizieren so dass wir im jänner insgesamt auf 100 x 10 uhr - sechs kubikmeter kommen die 100 als faktor männer bekommen wir weg indem wir beim exponenten +2 rechnen für die 20 jahrhundert die zehn euro -4 können wir jetzt ganz einfach in den zähler verschieben indem wir das vorzeichen entfernt und im letzten schritt verschieben wir das komma um eine stelle nach rechts indem wir dafür den exponenten um 1 verringern sodass wir auf 1,2 mal 10 hoch 3 kilogramm pro kubikmeter kommen fassen wir zum ende noch mal die wichtigsten punkte zusammen jede physikalische größe hat ein symbol eine maßzahl und eine einheit die einheit ist dabei nachdem es ihr system festgelegt es gibt in der physik die sieben basis größe länge zeit masse temperatur stoffmenge elektrische stromstärke und lichtstärke alle anderen größen lassen sich auf diesen basis größten ableiten besonders kleine und besonders große zahlen können durch zehnerpotenzen 1 baradar gestellt werden für manche zehnerpotenzen gibt es vorsitze und vorsatz zeichnen mit denen die darstellung der mars zahlen noch weiter vereinfacht werden kann bei der einheiten umrechnung gilt das werden die einheit um einen bestimmten faktor größer wird die maßzahl um den gleichen faktor kleiner wird und umgekehrt für mengenangaben in der physik gibt es die größten masse stoffmenge und dichte die masse ist ein maß für das gewicht eines objektes die stoffmenge gibt auskunft über die teilchen anzahl eines objektes und die dichte setzt die masse ins verhältnis zum volumen und damit sind wir auch schon am ende des videos angelangt ich hoffe ich konnte damit ein gewisses basiswissen für die physik vermitteln wenn das der fall ist dann was mir sehr gern einen daumen nach oben da und dann abonniere diesen kanal vielen dank fürs zu sehen und bis zum nächsten mal