Ohm’sches Gesetz

Technische Formeln

Es ist eine Tabelle zu entwickeln, die einfache Berechnungen nach naturwissenschaftlichen oder technischen Formeln ermöglicht.

Beispiele

Geschwindigkeit

Ein Körper bewegt sich vom Ort 0 zum Ort 1 in einer bestimmten Zeitspanne. Es ist die Geschwindigkeit zu berechnen.

Eine Bewegung erfolgt in einer gewissen Zeitspanne \(\Delta t\) von Ort \(s_0\) bis zum Ort \(s_1\). Die Formel in Zelle C8 lautet =(C5-C4)/C6 entsprechend der Formel \(v=\frac{s_1-s_0}{\Delta t}\).

Ohm’sches Gesetz

An einem Widerstand liegt eine elektrische Spannung an und er wird von einer elektrischen Stromstärke durchflossen. Wie groß ist der entsprechende Widerstand?

Im den nachstehenden Screenshots sind die Eingabefelder jeweils gelb markiert, das Ausgabefeld für das Ergebnis ist grün hinterlegt. In einer Formatvorlage sind die Einheiten für diese Felder entsprechend eingestellt. Die Formel in Zelle C7 lautet =C4/C5 entsprechend der Formel \(R=\frac{U}{I}\).

Temperaturbedingte Längenausdehnung

Ein Stab der Länge \(l_0\) ist einer Temperaturänderung \(\Delta T\) unterworfen. Bei der Gestaltung der Tabelle sollte man darauf achten, dass sie selbsterklärend ist. Die Formel in Zelle D7 lautet: =D3*(1+B5*(B7-B3))

Kraft

Dieses Beispiel ist universeller ausgeführt, als die vorhergehenden: Aus der Definition der Kraft ist gleich Masse mal Beschleunigung (\(F=m\cdot a\)) nach dem 2. Newton’schen Axiom soll nach Angabe zweier Größen die jeweils dritte berechnet werden. In den Feldern B3 bis B5 sind die gegebenen Größen (\(F\) und \(m\), \(F\) und \(a\) bzw. \(m\) und \(a\)) einzugeben. In der Spalte C erscheint dann die fehlende Größe. Für C3 gilt dann, dass hier nur ein Ergebnis stehen kann, wenn in den Zellen B4 und B5 entsprechende Werte eingetragen sind und die Zelle B3 leer ist.

Die Formel in Zelle C3 kann dann zum Beispiel lauten:

=WENN(UND(B3="";B4<>"";B5<>"");B4*B5;"")

D.h. Wenn die Zelle B3 leer ist und die Zellen B4 und B5 nicht leer sind, dann schreib das Ergebnis von B4 mal B5 in die Zelle, sonst lasse die Zelle leer.

Bei diesem Beispiel werden jeweils zwei Werte  eingegeben.

Mit der WENN()-Funktion in den Zellen C3 bis C5 werden die Eingaben überprüft und davon abhängig der fehlende Wert in der entsprechenden Zeile ausgegeben. Die Formatierung erfolgt bedingt.

Wie ist die Formel zu ändern, wenn bei Eingabe von drei Werte in B3 bis B5 eine Fehlermeldung angezeigt werden soll?

Aufgaben:

  • Beschleunigung aus Geschwindigkeitsänderung und Zeitspanne
  • Quader: Oberflächeninhalt, Volumen und Masse aus den Seitenlängen und der Dichte
  • potentielle Energie aus Masse und Höhe
  • Arbeit aus Kraft und Weg
  • Leistung aus Zeit und Energieverbrauch
  • Hebelgesetz
  • Geschwindigkeit beim Freien Fall bei gegebener Höhe
  • umfangreichere Fragestellungen aus der Technik

Inhalte:

  • Benutzerdefinierte Zellformate
  • Formeln und Zellbezüge
  • Formeleditor
  • Bedingte Formatierung
  • WENN()-Funktion