Umstellen von Formeln
Physikalische Zusammenhänge werden meist mit Hilfe von Gleichungen (Formeln) dargestellt. Eine physikalische Formel stellt den Zusammenhang zwischen verschiedenen physikalischen Größen dar. Soll eine dieser Größen berechnet werden, müssen die anderen bekannt sein, und die Gleichung muss zur gesuchten Größe hin umgestellt werden.
Formeln umstellen – die wichtigste Voraussetzung zum Lösen von Physikaufgaben
Eine der wichtigsten Voraussetzungen für das erfolgreiche Lösen von Physikaufgaben ist die Fähigkeit, Gleichungen (Formeln) so umzuformen, so dass die gesuchte Größe alleine auf einer Seite steht. Leider stellt das Formeln umstellen für viele Schüler – selbst in der Oberstufe – eine mehr oder weniger große Schwierigkeit dar.
Schwierigkeiten beim Umstellen von physikalischen Formeln haben zur Folge, dass kaum eine Aufgabe sicher gelöst werden kann, was zu Frustration und manchmal sogar zur Resignation führt. Aussagen wie „das habe ich noch nie verstanden“ oder „das lerne ich nie“ hört man in diesem Zusammenhang immer wieder.
Wenn man jedoch einmal verstanden hat, wie es geht, und gemerkt hat, dass das Formeln umstellen eigentlich ganz einfach ist, dann führt das nicht nur schlagartig zu besseren Leistungen sondern auch zu mehr Spaß und Motivation im Physikunterricht.
Es gibt kaum ein weiteres Beispiel in der Schule, wie man sich durch das Aneignen bzw. durch das Festigen einer Fähigkeit in einem Fach so schnell und nachhaltig verbessern kann.
Was ist eine Gleichung?
Jede physikalische Formel hat die Form einer Gleichung. Hier ein paar Beispiele:
(Grundgleichung der Mechanik)
(Geschwindigkeit einer gleichförmigen Bewegung)
(Weg-Zeit-Gesetz einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung)
oder ein wenig komplizierter
(Gesamtenergie eines Elektrons auf der n-ten Bahn im Bohrschen Atommodell)
Jede Gleichung besteht aus zwei Seiten und einem Gleichheitszeichen dazwischen.
Das Gleichheitszeichen besagt, dass auf beiden Seiten das Gleiche steht – auch wenn es völlig anders aussieht.
Es ist möglich, jede Gleichung zu verändern, indem man etwas hinzuaddiert, subtrahiert oder eine beliebige andere Rechenoperation durchführt. Doch damit die Gleichung erfüllt bleibt, also noch immer auf beiden Seiten das Gleiche steht, muss man jede Rechenoperation immer gleichermaßen auf beiden Seiten durchführen.