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==Aufgaben zur Gravitation: Masse und Gewichtskraft==
+
==Aufgaben zur Energie==
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====Massenanziehung (Gravitation)====
+
====Energieträger und Energieformen====
  
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'''1) Massen messen'''
+
'''1)''' Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.
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<br>Im Unterricht haben wir die Masse einer Tafel Schokolade gemessen.
+
*Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.
−
<br>'''a)''' Beschreibe mit Text und Bild wie wir das gemacht haben.
+
−
<br>Mein Fahrrad hat eine Masse von ca. 12 Kilogramm. Aber: Was ist eigentlich "ein Kilogramm"?
+
−
<br>'''b)''' Erkläre wie festgelegt worden ist, was "ein Kilogramm" ist.
+
  
−
'''2) Gravitation'''
+
'''2)''' Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.  
−
<br>Wir erleben ständig, dass Dinge zu Boden fallen oder zum Boden hin gezogen werden.
+
*Nenne für jede Energieform ein ''anderes'' Beispiel in folgender Art:
−
<br>'''a)''' Wie kann man dieses Phänomen erklären?
+
:"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."
−
<br>'''b)''' Nenne noch weitere Gegenstände, die von der Gravitation zusammengezogen werden.
+
  
−
'''3) Ebbe und Flut'''
+
{|class="wikitable" "
−
<br>An der Nordsee kann man regelmäßig sehen, wie die Wasserhöhe sich ändert.  
+
!
−
<br>'''a)''' Wie oft am Tag gibt es Ebbe und wie oft Flut?
+
Energieträger
−
<br>'''b)''' Erkläre mit einer Zeichnung und einem Text wie Ebbe und Flut entstehen.
+
! colspan="2" "|
−
<br>'''c)''' Warum sind Ebbe und Flut an der Nordsee viel stärker als an der Ostsee?
+
Name der Energieform
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Holz
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|colspan="2"|chemische Energie
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heißes Wasser
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|colspan="2"|Wärmeenergie
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geriebener Luftballon
 +
|colspan="2"|elektrische Energie
 +
|-
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Licht
 +
|colspan="2"|Lichtenergie<ref>Das Licht selbst besteht nicht aus Energie, es enthält die Energie! Was das Licht selbst ist, kann man nicht so einfach beantworten.</ref>
 +
|-
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laufender Mensch
 +
|Bewegungsenergie
 +
|rowspan="3"|mechanische Energie
 +
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 +
[[Media:Luftballon Druecken.jpg|zusammengedrückter Luftballon]]
 +
|Spannenergie
 +
|-
 +
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hochgelegenes Wasser in einem Stausee
 +
|Lageenergie
 +
|}
  
−
'''4) auf dem Mond I'''
+
<br style="clear: both" />
−
<br>'''a)''' Auf dem Mond "fühlt sich alles leichter an". Welche der Aussagen beschreibt das korrekt? Begründe.
+
−
#"Auf dem Mond haben alle Gegenstände eine kleinere Masse."
+
−
#"Auf dem Mond haben alle Gegenstände eine kleinere Gewichtskraft."
+
−
#"Auf dem Mond werden die Gegenstände nicht so stark angezogen."
+
−
'''b)''' Wie kann man es erklären, dass auf dem Mond ein Gegenstand mit einer geringeren Gewichtskraft angezogen wird, als auf der Erde?
+
  
−
====Gewichtskraft und Ortsfaktor====
+
'''3)''' Aus der Tabelle kann man ablesen:
−
'''5) Gewichtskraft berechnen'''
+
:"Mit der Energie von 38 Stunden Sonnenlicht auf einen Quadratmeter kann man den Akku eines E-Autos aufladen."
−
<br>Gib an mit welcher Gewichtskraft werden diese Gegenstände zur Erde gezogen werden.
+
*Bilde drei weitere Sätze in dieser Art.
−
'''a)''' eine Tafel Schokolade '''b)''' ein Kilogramm Mehl '''c)''' 350 g Zucker '''d)''' du selbst!
+
  
−
'''6) ein Schulranzen'''
+
{|class="wikitable" style="text-align: right; "
−
<br>Ein Schulranzen wird mit einer Kraft von 36N zur Erde gezogen.
+
!style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
:Berechne die Masse des Ranzens.
+
Gegenstand
  
−
'''7) auf dem Mond II'''
+
!style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
<br>Auf den Mond hat man verschiedene Gegenstände von der Erde mitgenommen. Bereits auf der Erde hat man die Massen dieser Gegenstände mit einer Balkenwaage bestimmt. Mit einem Federkraftmesser messen die Astronauten nun auf dem Mond, wie stark die Gegenstände vom Mond angezogen werden.
+
Energiemenge in Joule
−
<br>'''a)''' Erkläre warum die Astronauten die Massen der Gegenstände auf dem Mond nicht noch einmal messen müssen.
+
−
<br>'''b)''' Trage die Messergebnisse in ein Koordinatensystem ein. Falls du schon ein Koordinatensystem mit Messwerten auf der Erde hast, dann trage sie dort ein! (x-Achse: Masse <math>m</math> in <math>\rm kg</math> , y-Achse: Gewichtskraft <math>F_G</math>  in <math>\rm N</math>.)
+
−
<br>'''c)''' Ergänze in der Tabelle jeweils den Quotienten von Gewichtskraft <math>F_G</math> und Masse (in <math>\rm \frac{N}{kg}</math> ). Was stellst du fest?
+
−
<br>'''d)''' Wie groß ist der Ortsfaktor auf dem Mond? Stelle eine Formel für die Gewichtskraft eines Gegenstandes auf dem Mond auf.
+
−
<br>'''e)''' Berechne die Gewichtskraft der Gegenstände von Aufgabe 1) auf dem Mond.
+
  
−
{|class="wikitable" style="text-align: center"
+
|-
−
!style="width: 20%; border-style: solid; border-width: 4px "|  
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
−
Gegenstand
+
Sonnenlicht auf einen m<sup>2</sup> für eine Sekunde
  
−
!style="width: 20%; border-style: solid; border-width: 4px "|  
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
−
Masse <math>m</math> (in <math>\rm kg</math> )
+
1.300 J
  
−
!valign="top"; style="width: 25%; border-style: solid; border-width: 4px "|
+
|-
−
Gewichtskraft <math>F_G</math>  (in <math>\rm N</math> )
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
 +
ein Liter Benzin
  
−
!valign="top"; style="width: 33%; border-style: solid; border-width: 4px "|
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
Gewichtskraft pro Masse <math>\frac{F_G}{m}</math> (in <math>\rm \frac{N}{kg}</math> )
+
30.000.000 J
  
 
|-
 
|-
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|  
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
−
Stift
+
Akku eines E-Autos<ref>Siehe Wikipedia: [https://de.wikipedia.org/wiki/Tesla_Model_3#Batterietechnik Tesla Model 3]</ref>
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
 
−
0,030
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
180.000.000 J
−
0,048
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
  
 
|-
 
|-
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|  
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
−
Hammer
+
aufgepumpter Fahrradreifen
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
 
−
0,250
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
600 J
−
0,4
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
  
 
|-
 
|-
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|  
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
−
Handschuh
+
Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
 
−
0,150
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
100 J
−
0,24
+
 
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
 
|-
 
|-
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|  
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
−
Apfel
+
Ein Liter kochendes Wasser<ref>Im Vergleich zu Zimmertemperatur bei 20°C.</ref>
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
 
−
0,100
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
300.000 J
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0,16
+
 
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+
 
|-
 
|-
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|style="border-style: solid; border-width: 4px "|  
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
−
Telefon
+
Fahrradfahrerin mit 30 km/h
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|  
+
 
−
0,240
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
3.000 J
−
0,39
+
|-
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|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
|style="border-style: solid; border-width: 5px "|  
 +
eine Tafel Schokolade
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|style="border-style: solid; border-width: 5px "|
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2.000.000 J
 +
 
 
|}
 
|}
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<br style="clear: both" />
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==Energiewandler / Energieumlader==
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[[Datei:Aufgaben_Energieumlader.png|399px|left]]
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'''4) Energie für Maschinen'''
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Ein Automotor bekommt mit dem Benzin seine Energie und setzt damit das Auto in Bewegung. Der Motor wird dabei auch sehr heiss. Der Motor lädt die Energie vom Benzin auf die Bewegung des Autos und auf den heissen Motor um. 
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:'''a)''' Trage in die Energieumladerdiagramme die passenden Energieträger oder den Namen des Umladers ein!
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:'''b)''' Wie kann man Energie von Licht auf Bewegung umladen? Zeichne dazu zwei geeignete Energieumlader hintereinander.
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<br style="clear: both" />
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[[Datei:Aufgabe_Energie_für_Mensch_und_Tier.png|435px|left]]
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'''5) Energie für den Menschen'''
 +
 +
Mit welchen Energieträgern bekommen der Mensch, eine Kuh, eine Graspflanze und eine Weizenpflanze ihre Energie? In welche Träger wird die Energie hineingesteckt?
 +
'''a)''' Trage die Begriffe in die Diagramme unter die Pfeile ein!
 +
Körner/Fleisch           Körner
 +
Muskelmasse&Fett&Milch    Muskelmasse&Fett&Milch 
 +
Kot&Urin                  Kot&Urin
 +
Wärme                   Wärme
 +
Grashalme           Grashalme
 +
Bewegung                  Bewegung
 +
Licht                   Licht
 +
 +
'''b)''' Zeichne eine Energieumladerkette für einen Menschen, der nur Fleisch isst und einen Menschen, der nur Brot ist. Wo kommt schlußendlich die Energie für den Menschen her?
 +
<br style="clear: both" />
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 +
'''6) Viele verschiedene Energieumlader'''
  
−
'''8) Unsere Planeten'''
+
In [[Media: Energieumlader-Tabelle_teilausgefüllt_als_Aufgabe.pdf|dieser Tabelle]] sind viele Energieumlader aufgeführt. Auf der linken Seite sieht man, mit welchem Träger sie ihre Energie bekommen und oben kann man ablesen, mit welchem Träger sie die Energie wieder abgeben. Ein Baum bekommt seine Energie mit dem Licht und speichert sie in seinem Holz. Ein Ofen wiederum kann seine Energie mit Holz bekommen und sie mit der warmen Luft wieder abgeben.
−
<br>Auf den Planeten unseres Sonnensystems gibt es gibt es unterschiedliche Ortsfaktoren.
+
−
[[Datei:Gravitation Planeten im Vergleich.png|thumb|350px]]
+
  
−
<math> \begin{align}     
+
*Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.
−
&\textrm{Merkur} &g=3{,}7\,\rm\frac{N}{kg}  &\qquad\textit{M}\textrm{ein}\\
+
−
&\textrm{Venus}  &g=8{,}87\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{V}\textrm{ater}\\
+
−
&\textrm{Erde}  &g=9{,}81\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{E}\textrm{rklärt}\\
+
−
&\textrm{Mars}  &g=3{,}69\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{M}\textrm{ir}\\
+
−
&\textrm{Jupiter}&g=24{,}8\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{J}\textrm{eden}\\
+
−
&\textrm{Saturn} &g=10{,}4\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{S}\textrm{onntag}\\
+
−
&\textrm{Uranus} &g=8{,}9\,\rm\frac{N}{kg}  &\qquad\textit{U}\textrm{nsere}\\
+
−
&\textrm{Neptun} &g=11{,}2\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{N}\textrm{achbarplaneten}\\
+
−
\end{align} </math>
+
  
−
'''a)''' Erkläre warum die Ortsfaktoren der Planeten so unterschiedlich sind.
+
==Fußnoten==
−
<br>'''b)''' Berechne für alle Planeten die Gewichtskraft, mit der du dort angezogen wirst.
+
<references>

Aktuelle Version vom 31. Dezember 2025, 15:13 Uhr

Aufgaben zur Energie

Energieträger und Energieformen

1) Eine Batterie ist ein Energieträger. Denn in der Batterie steckt Energie, mit der man einen Motor antreiben kann.

  • Nenne drei weitere Gegenstände, die auch Energieträger sind und sage, was man mit dieser Energie machen kann.

2) Die Tabelle zeigt, welche verschiedenen Namen man der Energie verschiedener Träger gegeben hat.

  • Nenne für jede Energieform ein anderes Beispiel in folgender Art:
"Der Wind, also Luft, die sich schnell bewegt, enthält Bewegungsenergie."

Energieträger

Name der Energieform

Holz

chemische Energie

heißes Wasser

Wärmeenergie

geriebener Luftballon

elektrische Energie

Licht

Lichtenergie[1]

laufender Mensch

Bewegungsenergie mechanische Energie

zusammengedrückter Luftballon

Spannenergie

hochgelegenes Wasser in einem Stausee

Lageenergie


3) Aus der Tabelle kann man ablesen:

"Mit der Energie von 38 Stunden Sonnenlicht auf einen Quadratmeter kann man den Akku eines E-Autos aufladen."
  • Bilde drei weitere Sätze in dieser Art.

Gegenstand

Energiemenge in Joule

Sonnenlicht auf einen m2 für eine Sekunde

1.300 J

ein Liter Benzin

30.000.000 J

Akku eines E-Autos[2]

180.000.000 J

aufgepumpter Fahrradreifen

600 J

Schulranzen auf einem ein Meter hohen Tisch

100 J

Ein Liter kochendes Wasser[3]

300.000 J

Fahrradfahrerin mit 30 km/h

3.000 J

eine Tafel Schokolade

2.000.000 J


Energiewandler / Energieumlader

Aufgaben Energieumlader.png

4) Energie für Maschinen

Ein Automotor bekommt mit dem Benzin seine Energie und setzt damit das Auto in Bewegung. Der Motor wird dabei auch sehr heiss. Der Motor lädt die Energie vom Benzin auf die Bewegung des Autos und auf den heissen Motor um.

a) Trage in die Energieumladerdiagramme die passenden Energieträger oder den Namen des Umladers ein!
b) Wie kann man Energie von Licht auf Bewegung umladen? Zeichne dazu zwei geeignete Energieumlader hintereinander.


Aufgabe Energie für Mensch und Tier.png

5) Energie für den Menschen

Mit welchen Energieträgern bekommen der Mensch, eine Kuh, eine Graspflanze und eine Weizenpflanze ihre Energie? In welche Träger wird die Energie hineingesteckt? a) Trage die Begriffe in die Diagramme unter die Pfeile ein! 

Körner/Fleisch	          Körner
Muskelmasse&Fett&Milch    Muskelmasse&Fett&Milch  	
Kot&Urin                  Kot&Urin
Wärme	                  Wärme
Grashalme	          Grashalme
Bewegung                  Bewegung
Licht	                  Licht

b) Zeichne eine Energieumladerkette für einen Menschen, der nur Fleisch isst und einen Menschen, der nur Brot ist. Wo kommt schlußendlich die Energie für den Menschen her?

6) Viele verschiedene Energieumlader

In dieser Tabelle sind viele Energieumlader aufgeführt. Auf der linken Seite sieht man, mit welchem Träger sie ihre Energie bekommen und oben kann man ablesen, mit welchem Träger sie die Energie wieder abgeben. Ein Baum bekommt seine Energie mit dem Licht und speichert sie in seinem Holz. Ein Ofen wiederum kann seine Energie mit Holz bekommen und sie mit der warmen Luft wieder abgeben.

  • Ergänze die farbig markierten Lücken mit geeigneten Energieumladern.

Fußnoten

  1. ↑ Das Licht selbst besteht nicht aus Energie, es enthält die Energie! Was das Licht selbst ist, kann man nicht so einfach beantworten.
  2. ↑ Siehe Wikipedia: Tesla Model 3
  3. ↑ Im Vergleich zu Zimmertemperatur bei 20°C.
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