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==Aufgaben zur Akustik==
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==Aufgaben zur Kraft==
====Schallquellen====
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===1) Was ist Kraft?===
1) Nenne einige Möglichkeiten Schall zu erzeugen. Was haben alle diese Möglichkeiten gemeinsam?
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Im Alltag wird oft der Begriff "Kraft" benutzt. Dabei ist aber nicht immer der physikalische Kraftbegriff gemeint. In vielen Fällen ist auch die in einem Gegenstand enthaltene Energie gemeint.
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*Woran kann man erkennen, dass im physikalischen Sinne eine Kraft wirkt?
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*Bei welchen der folgenden Aussagen ist der Begriff "Kraft" im physikalischen Sinne gemeint?
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:Bei welchen ist eher die Energie gemeint und bei welchen etwas ganz anderes?
  
2) Wie kann man die Schwingung einer Stimmgabel sichtbar machen?
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#Windkraftwerke werden oft in Küstennähe gebaut.
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#Er schiebt den Einkaufswagen mit voller Kraft nach vorne.
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#Die frischen Blätter leuchten in einem kräftigen Grün.
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#Kraft ihres Amtes verlieh sie ihm einen Orden.
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#Auch beim Basketball kann Krafttraining sinnvoll sein.
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#Die Schwerkraft zieht Mond und Erde zusammen.
 +
#Es herrscht ein Mangel an Fachkräften.
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#Benzin und Diesel sind Kraftstoffe für Motoren.
 +
#Sie tritt mit voller Kraft in die Pedale.
 +
#Mit freudiger Tatkraft gingen sie an's Werk.
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#In dieser Pflanze steckt eine große Heilkraft.
  
3) Erkläre mit Text und Bild wie eine Schallplatte funktioniert.
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====2) Luftballon====
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[[Datei:Luftballon Druecken.jpg|thumb]]
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Paula hält einen Luftballon zwischen ihren Händen.
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:'''a)''' Zeichne ein Bild wie Paula den Ballon hält. Wie verändert sich der Ballon durch das Festhalten?
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:'''b)''' Schneide dann den Ballon frei und zeichne in das Schnittbild die Kräfte ein, die auf den Luftballon wirken.
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:'''c)''' Steht der Ballon unter Druck- oder unter Zugspanung?
 +
:'''d)''' Gib weitere Beispiele an, bei denen zwei gleichgroße Kräfte einen Körper verformen.
  
4) Was macht man bei einer Pendeluhr, wenn sie ständig vor geht?
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====3) Tauziehen====
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[[Datei:Aufgabe Kraft Tauziehen.jpg|798px]]
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<br>Beide Mannschaften ziehen gleich stark. Die einzelnen Personen ziehen mit einer Kraft von <math>F_1=295\,\rm N \ ; \ F_2=380\,\rm N \ ; \ F_3=365\,\rm N \ ; \ F_4=210\,\rm N \ ; \ F_5=300\,\rm N \ ; \ F_6=150\,\rm N </math>
 +
:'''a)''' Schneide das Seil frei und zeichne in das Schnittbild die Kraftpfeile ein. Das Seil kannst du 19cm lang zeichnen. Die Kraftpfeile im Maßstab: <math>0{,}5\,\rm cm \ \widehat{=} \ 100 \,\rm N</math>.
 +
:'''b)''' Mit welcher Kraft zieht die 7. Person?
 +
:'''c)''' (Zusatzfrage) Wenn das Seil zu dünn ist, kann es auch reißen, was sehr gefährlich ist. Warum wird das Seil wohl am ehesten in der Mitte reißen?
  
5) Ein Ton hat eine Frequenz von 100 Hz, ein anderer von 500 Hz. Wie unterscheiden sich die beiden Töne, wenn du sie hörst?
+
====4) Eine Tasche festhalten und loslassen====
 +
[[Datei:Aufgabe Kraft Tasche halten.jpg|thumb|150px]]
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Maria hat ihre Schultasche gewogen, sie hat eine Masse von 3kg. Dann hebt sie sie hoch und hält sie fest. Als sie keine Lust mehr hat festzuhalten, läßt sie einfach los.
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:'''a)''' Schneide die Tasche frei und zeichne in das Schnittbild die wirkenden Kräfte ein. (<math>1\,\rm cm \ \widehat{=} \ 10 \,\rm N</math>)
 +
::1) Vor dem Loslassen
 +
::2) Kurz nach dem Loslassen
 +
:'''b)''' Erkläre anhand der Zeichnungen, warum die Tasche erst fällt, wenn Maria losläßt.
  
6) Erkläre den Begriff "Amplitude" an einem Beispiel.
+
====5) Eine Spielzeugpistole====
 
+
[[Datei:Aufgabe Kraft Spielzeugpistole.jpg|thumb|300px]]
7) Ein Pendel schwingt mit einer Amplitude von 10cm und einer Periodendauer von 0,5 Sekunden. Erkläre mit Hilfe einer Zeichnung und einem Text was das bedeutet.
+
Schaue dir die Zeichnung der Spielzeugpistole an.
 
+
:'''a)''' Wie funktioniert die Pistole?
8) Mit einer verrußten Glasplatte wird die Schwingung einer Stimmgabel aufgezeichnet.
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:'''b)''' Schneide die Kugel frei und zeichne in das Schnittbild die auf sie wirkenden Kräfte ein.
::Mit welcher Amplitude und mit welcher Frequenz schwingt die Stimmgabel?
+
::1) Vor dem Abdrücken
:::[[Datei:Aufgabe Wellenlinien Amplitude Frequenz Ton.png|thumb|407px|none|Die Wellenlinie der Stimmgabel.]]  
+
::2) Nach dem Abdrücken
::Danach ändert man den Versuch zweimal ab und erzeugt zwei andere Wellenlininen.
+
:'''c)''' Erkläre mit den Zeichnungen von 1) und 2) die Wirkung auf die Kugel.
::Wie verändert sich der hörbare Ton gegenüber dem ersten Versuch?
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<br style="clear: both" />
::Wie hat man wohl die anderen Wellenlinien erzeugt?
+
:::[[Datei:Aufgabe Wellenlinien Amplitude Frequenz Ton1.png|thumb|407px|none|Die erste Veränderung.]]
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:::[[Datei:Aufgabe Wellenlinien Amplitude Frequenz Ton2.png|thumb|407px|none|Die zweite Veränderung.]]
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9) Ein Lautsprecher erzeugt zunächst einen leisen, hohen Ton. Dann werden die Einstellungen am angeschlossenen Sinusgenerator verändert und der Ton ist lauter. Was wurde verändert?
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10) a) Zeichne mit roter Farbe in ein Koordinatensystem die Wellenlinie einer Schwingung mit einer Amplitude von 3cm und einer Periodendauer von 0,2 Sekunden.
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:b) Zeichne dann mit blauer Farbe die Wellenline der Schwingung mit doppelter Frequenz aber halber Amplitude ein.
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11) Auf den Bildern siehst du die Aufzeichnungen verschiedener Klänge und Geräusche. Schreibe darunter wie der Klang / das Geräusch erzeugt worden ist.
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<gallery widths=200px heights150px  perrow=3 >
+
Bild:Stimmgabel Oszilloskop.jpg|
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Bild:Knall.jpg|
+
Bild:Stimmgabel Überlagerung.jpg|
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Bild:U.jpg
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Bild:A.jpg
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Bild:E.jpg
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Bild:I.jpg
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Bild:O.jpg
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</gallery>
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====Schallausbreitung====
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'''1)''' Warum kann man im Weltall nichts hören? Beschreibe den Versuch, den wir dazu im Unterricht gemacht haben.
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'''2)''' Dein Nachbar spielt drei Stockwerke über dir Klavier. Du hörst es laut und deutlich, auch wenn die Fenster geschlossen sind. Woran liegt das? Auch dazu haben wir ein Experiment gemacht. Beschreibe es.
+
 
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'''3)''' Mache mehrere Zeichnungen von einer Spiralfeder, die zeigen, wie sich der Schall ausbreitet.
+
 
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'''4)''' Der Schall hat eine Geschwindigkeit von ca. 340 m/s. Ist es dabei egal, ob der Schall laut/leise hoch oder tief ist? Woher weißt du das?
+
 
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'''5)''' Zehn Sekunden nachdem du den Blitz siehst, kannst du den Donner hören. Wie weit ist das Gewitter entfernt? Rechne einmal mit der einfachen Gewitterregel und einmal mit der Schallgeschwindigkeit von 340 m/s.
+
 
+
'''6)''' Ein Gewitter ist zwei Kilometer entfernt. Welche Zeit vergeht zwischen dem Blitz und dem Donner?
+
 
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'''7)''' Zur Messung der Schallgeschwindigkeit erzeugt eine Schülerin mit einer Startklappe einen lauten Knall.
+
:In einer Entfernung von 200m stehen 16 Schülerinnen und Schüler, die vorher alle ihre Stoppuhren gleichzeitig gestartet haben. die Hälfte steht mit dem Gesicht zur Klappe und stoppt die Uhr, wenn sie sehen, wie sich die Klappe schließt. Die andere Hälfte kann die Klappe nicht sehen und stoppt die Uhr, wenn sie den Knall hören.
+
Zeiten Klappe schließen sehen (in sec): 10,52 10,39 10,50 10,58 10,43 10,59 10,48 10,54
+
Zeiten Knall hören (in sec):            11,15 11,08 11,09 11,20 11,05 11,12 11,08 11,11
+
:Bestimme daraus den gemessenen Wert für die Schallgeschwindigkeit.
+
 
+
'''8)''' Bei einer Messung der Schallgeschwindigkeit mit einem Echo starten sechs Schüler:innen ihre Uhren gleichzeitig. Dann wird mit einer Klappe ein Knall erzeugt. Drei stoppen ihre Uhren, wenn sie sehen, wie der Knall erzeugt wird (sie hören ihn auch sofort). Drei stoppen ihre Uhren, wenn sie das Echo hören. Man folgende Messwerte:
+
Strecke vom Ausgangspunkt bis zur Wand: 55m
+
Zeiten Knall hören (in sec): 5,34 5,48 5,25
+
Zeiten Echo hören (in sec):  5,62 5,78 5,64
+
::Bestimme daraus den gemessenen Wert für die Schallgeschwindigkeit.
+
 
+
====Ohr und Lärm====
+
#Zeichne ein menschliches Ohr im Querschnitt und benenne die einzelnen Teile.
+
#Erkläre wie das Hören des Ohres funktioniert.
+
#Schall der laut ist, muss nicht als Lärm empfunden werden und umgekehrt kann ganz leiser Schall sehr störend sein. Finde passende  Beispielsituationen.
+
#Antonia benutzt eine spezielle Pfeife, um ihren Hund zu rufen. Wenn sie hineinpustet hört sie nur ein leises Pfeifen, dann kommt er gleich angerannt, auch wenn er weit weg war. Antonias Opa dagegen hat von der Pfeife überhaupt nichts gehört. Erkläre!
+
#Ein Schallpegelmessgerät misst die Lautstärke in einem Klassenzimmer zu 60db. Erkläre die Bedeutung des Messwertes, indem du erklärst was 0db sind und wieviel mal lauter 60db sind.
+
#Ab welcher Lautstärke können Hörschäden auftreten?
+
#Warum ist es so leise, wenn Schnee gefallen ist?
+
#Mache je eine Zeichnung wie sich der Schall von einem sprechendem Menschen in einem Klassenzimmer ausbreitet:
+
##Ein Zimmer ohne Schalldämmung.
+
##Ein Zimmer mit Schalldämmung an der Decke.
+
##Ein Zimmer mit Schalldämmung an Decke und einer Wand.
+
#Erkläre, warum man sich in einem Zimmer ohne Schalldämmung so schlecht unterhalten kann.
+

Aktuelle Version vom 24. November 2024, 17:44 Uhr

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Aufgaben zur Kraft

1) Was ist Kraft?

Im Alltag wird oft der Begriff "Kraft" benutzt. Dabei ist aber nicht immer der physikalische Kraftbegriff gemeint. In vielen Fällen ist auch die in einem Gegenstand enthaltene Energie gemeint.

  • Woran kann man erkennen, dass im physikalischen Sinne eine Kraft wirkt?
  • Bei welchen der folgenden Aussagen ist der Begriff "Kraft" im physikalischen Sinne gemeint?
Bei welchen ist eher die Energie gemeint und bei welchen etwas ganz anderes?
  1. Windkraftwerke werden oft in Küstennähe gebaut.
  2. Er schiebt den Einkaufswagen mit voller Kraft nach vorne.
  3. Die frischen Blätter leuchten in einem kräftigen Grün.
  4. Kraft ihres Amtes verlieh sie ihm einen Orden.
  5. Auch beim Basketball kann Krafttraining sinnvoll sein.
  6. Die Schwerkraft zieht Mond und Erde zusammen.
  7. Es herrscht ein Mangel an Fachkräften.
  8. Benzin und Diesel sind Kraftstoffe für Motoren.
  9. Sie tritt mit voller Kraft in die Pedale.
  10. Mit freudiger Tatkraft gingen sie an's Werk.
  11. In dieser Pflanze steckt eine große Heilkraft.

2) Luftballon

Luftballon Druecken.jpg

Paula hält einen Luftballon zwischen ihren Händen.

a) Zeichne ein Bild wie Paula den Ballon hält. Wie verändert sich der Ballon durch das Festhalten?
b) Schneide dann den Ballon frei und zeichne in das Schnittbild die Kräfte ein, die auf den Luftballon wirken.
c) Steht der Ballon unter Druck- oder unter Zugspanung?
d) Gib weitere Beispiele an, bei denen zwei gleichgroße Kräfte einen Körper verformen.

3) Tauziehen

Aufgabe Kraft Tauziehen.jpg
Beide Mannschaften ziehen gleich stark. Die einzelnen Personen ziehen mit einer Kraft von [math]F_1=295\,\rm N \ ; \ F_2=380\,\rm N \ ; \ F_3=365\,\rm N \ ; \ F_4=210\,\rm N \ ; \ F_5=300\,\rm N \ ; \ F_6=150\,\rm N [/math]

a) Schneide das Seil frei und zeichne in das Schnittbild die Kraftpfeile ein. Das Seil kannst du 19cm lang zeichnen. Die Kraftpfeile im Maßstab: [math]0{,}5\,\rm cm \ \widehat{=} \ 100 \,\rm N[/math].
b) Mit welcher Kraft zieht die 7. Person?
c) (Zusatzfrage) Wenn das Seil zu dünn ist, kann es auch reißen, was sehr gefährlich ist. Warum wird das Seil wohl am ehesten in der Mitte reißen?

4) Eine Tasche festhalten und loslassen

Aufgabe Kraft Tasche halten.jpg

Maria hat ihre Schultasche gewogen, sie hat eine Masse von 3kg. Dann hebt sie sie hoch und hält sie fest. Als sie keine Lust mehr hat festzuhalten, läßt sie einfach los.

a) Schneide die Tasche frei und zeichne in das Schnittbild die wirkenden Kräfte ein. ([math]1\,\rm cm \ \widehat{=} \ 10 \,\rm N[/math])
1) Vor dem Loslassen
2) Kurz nach dem Loslassen
b) Erkläre anhand der Zeichnungen, warum die Tasche erst fällt, wenn Maria losläßt.

5) Eine Spielzeugpistole

Aufgabe Kraft Spielzeugpistole.jpg

Schaue dir die Zeichnung der Spielzeugpistole an.

a) Wie funktioniert die Pistole?
b) Schneide die Kugel frei und zeichne in das Schnittbild die auf sie wirkenden Kräfte ein.
1) Vor dem Abdrücken
2) Nach dem Abdrücken
c) Erkläre mit den Zeichnungen von 1) und 2) die Wirkung auf die Kugel.