3.ka201410b

Ph10b2. Klassenarbeit 11.2.2014

Name:

Aufgabe1 Einheitenpuzzle und Sprachwirrwarr

Einige dieser Aussagen sind richtig. Einige nicht. Streiche die falschen durch!

[math]\rm 1 \, Hy = 1\, kg \,\frac{m}{s^2} [/math] [math]\rm 1 \, Hy = 1\, kg \,\frac{m}{s}[/math] [math]\rm 1 \, N = 1 \, \frac{Hy}{s}[/math] [math]\rm 1\, N = 1\, Hy \, s[/math] [math]\rm 1 \, Hy = 1 \, \frac{N}{s}[/math] [math]\rm 1 \, Hy = 1\, N \, s [/math] [math]\rm 1 \, N = 1\, kg\, \frac{m}{s^2}[/math] [math]\rm 1 \, N = 1\, kg\, \frac{m}{s}[/math] [math]\rm 1 \, \frac{m}{s} = 3{,}6\, \frac{km}{h}[/math] ...... [math]\rm 1 \, \frac{km}{h} = 3{,}6\, \frac{m}{s}[/math]

Der Impuls gibt die Bewegungsmenge an. Der Impuls bestimmt die Kraft der Bewegung. Ein Körper verändert sich nicht ohne Impuls. Ohne eine Kraft verändert sich der Impuls nicht. Beim Losfahren bekommt man einen Impuls. Beim Losfahren bekommt man Impuls. Das Auto fährt durch die große Kraft ruckartig los. Das Auto fährt durch den großen Impuls ruckartig los. Wenn das Auto anfährt, drückt es Peter nach vorn und gibt ihm Impuls. Wenn das Auto fährt, erfährt Peters Körper ihren Impuls. Ein Impuls ist eine zugeführte Kraft, die Veränderung erbringt. Eine Kraft führt Impuls zu und verändert die Impulsmenge. Peter kann mit einer großen Kraft drücken. Peter hat viel Kraft.

Aufgabe 2 PKW und LKW

Ein PKW und ein LKW stehen nebeneinander an der roten Ampel. Als die Ampel auf Grün springt, fahren beide los und beschleunigen bis auf die zulässige Höchstgeschwindigkeit. So fahren sie eine Weile, bis sie bremsen und vor der nächsten roten Ampel wieder anhalten. Während der gesamten Fahrt sind sei immer auf einer Höhe.

• Vergleiche für alle drei Phasen die Bewegung der beiden Fahrzeuge indem du jeweils zwei Wasserbehältermodelle zeichnest und jeweils etwas dazu schreibst.
• Warum benötigt der LKW den größeren Motor?
• Warum werden die Bremsen des LKW wesentlich stärker belastet als die PKW-Bremsen?
• Wie würde die Bewegung des LKWs aussehen, wenn er nur einen PKW-Motor und PKW-Bremsen hätte?

Aufgabe 3 Skateboard fahren

Max steht mit seinem Skateboard auf einer ebenen Straße. Dann stößt er sich für eine halbe Sekunde mit einer Kraft von 200N vom Boden ab. Danach rollt er zwei Sekunden lang und stößt sich erneut, diesmal für eine Viertel Sekunde und mit 100N, ab.

Die Fahrt soll zunächst ohne Reibung betrachtet werden.

• Wie schnell ist Max nach dem ersten und zweiten Abstoßen?
• Zeichne das Geschwindigkeit-Zeit-, Impuls-Zeit- und Kraft-Zeit-Diagramm der Fahrt.

Bei langsamer Fahrt hat sein Skateboard hat eine konstante Reibungskraft von 20N.

• Wie kann er sich in regelmäßigen Abständen Abstoßen, um dadurch die Reibung auszugleichen?

Aufgabe 4 Gepäcktransport auf dem Auto

Familie Scheunenberger hat auf dem Dachgepäckträger eine Kiste von einem Möbelhaus mit einem Spanngurt befestigt. Die Kiste wiegt 50kg und der Spanngurt hat eine Reißfestigkeit von 10000N.

Bei einer Vollbremsung kommt der Wagen aus einer Geschwindigkeit von 50km/h innerhalb von 2,5s zum Stllstand. Bei einem Unfall würde der Bremsvorgang nur eine Zehntel Sekunde dauern!

• Hält in den beiden Fällen der Spanngurt?

Aufgabe 5 Reibungswiderstände beim Auto fahren

Bei einem Auto sind es verschiedene Kräfte, die beim Fahren einen Widerstand bieten. Die Rollreibung bremst den auf der Straße rollenden Reifen, die Luftreibung entsteht durch das Wegschieben der Luft durch das Auto. Im Motor selbst reiben die Kolben und das Getriebe und bremsen so auch die Fahrt.

Ablesebeispiel: Fährt man 30km/h im ersten Gang, so wird der Wagen insgesamt mit 800N gebremst. Das sind 160N Rollreibung + 40N Luftwiderstand + 600N Motorreibung.

• Mit welcher Kraft muss der Motor das Auto im 4. und 5. Gang anschieben, um eine Geschwindigkeit von 100km/h zu erreichen?
• Warum ist es sinnvoll schon bei kleinen Geschwindigkeiten in einer höheren Gang zu schalten?

Auf der Autobahn fährt der Wagen im 5. Gang mit konstanten 100km/h. Dann tritt der Fahrer aufs Gaspedal, sodass der Motor nun mit 800N schiebt.

• Wie verläuft die weitere Fahrt?

Aufgabe 6 Fallschirmspringen

Maria hat heute ihren ersten längeren Freifall gemacht. Dabei sprang sie aus einer Höhe von 2km ab. In diesem Diagramm ist ihr Geschwindigkeitsverlauf ungefähr wiedergegeben:

• Erläutere den Verlauf.
• Zeichne für die Zeitpunkte 1, 2, 3 und 4 eine Skizze von Maria und zeichne die wirkenden Kräfte ein.