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Formeln umstellen in der Physik

Formeln umstellen in der Physik3:08
Video von Galina Schlundt3:08

Stellen Sie sich folgendes Szenario vor: Sie müssen im Rahmen einer Physikaufgabe die Spannung in einem Stromkreis berechnen und Sie haben den elektrischen Widerstand und die Stromstärke gegeben. Ob diese Aufgabe ein Kinderspiel ist oder Sie zur Verzweiflung bringen wird, hängt von einem einfachen Faktor ab. Können Sie Formeln umstellen oder nicht? Wenn nicht, wird es dringend Zeit, dies zu lernen, denn hierbei haben Sie es mit einer der Grundlagen der Physik zu tun.

Formeln umstellen ist denkbar einfach

Wenn Sie nicht wissen, wie Sie in der Physik Formeln umstellen können, aber wissen, wie dies in der Mathematik funktioniert, können Sie beruhigt aufatmen. In beiden Disziplinen gelten nämlich die gleichen Regeln und Gesetze. Sie müssen also nur Ihr Wissen aus der einen Wissenschaft auf die andere übertragen.

  • Wenn Sie eine Formel der Art "a = b * c" haben, müssen Sie sich zu aller erst klar machen, dass das Gleichheitszeichen bedeutet, dass auf beiden Seiten der Gleichung exakt das gleiche steht, nur anders ausgedrückt. Das bedeutet, dass Sie mit einer Seite beinahe jede erdenkliche mathematische Operation durchführen können (mit Ausnahmen wie etwa durch null teilen), solange Sie diese Operation auch mit der anderen Seite durchführen. 
  • Wichtig ist dabei, dass Sie die Operation wirklich mit der kompletten Seite durchführen. Beispielsweise wäre es falsch "a = b + c" mit "d" zu "ad = bd + c" zu erweitern. Das Erweitern an sich ist ein legitimer Schritt. Es müsste jedoch korrekt "ad = bd + cd" lauten, da - wie gesagt - die komplette Seite mit einbezogen werden muss. 
  • Bei Additionen und Subtraktionen reicht natürlich ein hinten Anstellen, hier muss nicht jedes Glied berücksichtigt werden. So wird aus "a - b = c * d" "a = c * d + b".

Einige praktische Beispiele aus der Physik

  • Ein einfaches Beispiel für das Umstellen von Formeln in der Physik wurde in der Einleitung gegeben. Wie isoliert man bei der Formel "R = U/I" die Spannung U? Nichts leichter als das: Multiplizieren Sie beide Seiten der Gleichung mit "I". Auf der linken Seite steht dann "R * I", während das "I" auf der rechten Seite verschwindet und das "U" stehenbleibt. Und tatsächlich: Wenn Sie den elektrischen Widerstand mit der Stromstärke multiplizieren, erhalten Sie die Spannung.
  • Ein weiteres Beispiel, nun aus der Wärmelehre: Sie wissen, dass Druck mal Volumen der Stoffmenge mal der absoluten Temperatur mal der allgemeinen Gaskonstante entspricht: "p * V = n * T * R". Haben Sie alle Werte vorliegen, wissen aber mit der allgemeinen Gaskonstante nichts mehr anzufangen, dividieren Sie beide Seiten der Gleichung einfach durch "n * T". Daraus folgt: "p * V / n * T = R".

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