*: Unterschied zwischen den Versionen

Aus Schulphysikwiki
Wechseln zu: Navigation, Suche
 
(549 dazwischenliegende Versionen des gleichen Benutzers werden nicht angezeigt)
Zeile 1: Zeile 1:
 
__NOTOC__
 
__NOTOC__
−
==Aufgaben zu Schwingungen II==
+
{|
 +
|height="1000px"|
 +
|}__NOTOC__
 +
==Praktikum: Ein elektrischer Stromkreis==
 +
{|
 +
|style="vertical-align:top;"|
 +
;Material für alle Aufgaben:
 +
*1 Flachbatterie 4,5V
 +
*1 Lämpchen
 +
*1 Fassung
 +
*1 Schalter
 +
*4 Kabel mit Krokoklemmen
 +
|style="vertical-align:top;"|
 +
<math>\qquad \qquad</math>
  
−
====Eine "Schwingungswaage"====
+
|style="vertical-align:top;"|
−
[[Datei:Waage_weltraum.jpg|thumb]]
+
;A1 Ein Glühlämpchen
−
In der International Space Station (ISS) funktionieren die "normalen" Waagen nicht mehr, weil man dort die Gewichtskraft nicht messen kann. Aber trotzdem kann man sich auch dort wiegen!
+
Bringe jeweils das Lämpchen zum Leuchten.
 +
<br>Zeichne für a) – c) jeweils deinen (funktionierenden) Aufbau ins Heft.
  
−
Der Sitz dieser "Weltraumwaage" ist zwischen zwei Federn gespannt und kann so frei schwingen.
+
Das Material, das Du verwenden darfst:
  
−
*Erläutern Sie, warum man mit dieser Waage die Masse der Astronautin bestimmen kann. Benutzen Sie hierfür die Begriffe Trägheit und beschleunigende Kraft/Rückstellkraft.
+
:'''a)''' 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen
−
*Wie verändert sich die Frequenz, wenn man die Amplitude der Schwingung verändert? Warum ist das für die Weltraumwaage sehr praktisch?
+
:'''b)''' 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen, 2 Kabel
 +
:'''c)''' 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen, 2 Kabel, 1 Lampen-Fassung
  
−
Der leere Stuhl hat eine Masse von <math>m_0=2\, \rm kg</math> und schwingt mit einer Periode von <math>T=0{,}33\, \rm s</math>.
+
|}
−
*Bestimmen Sie hieraus die Härte <math>D</math> der Feder.
+
  
−
Nun steigt die Astronautin in den Stuhl und die Periodendauer verlängert sich auf <math>T=1{,}87\, \rm s</math>.
+
;A2 Leitfähigkeit
−
*Welche Masse hat die Astronautin?
+
Baue die abgebildete Schaltung auf, mit der du überprüfen kannst, ob andere Gegenstände den elektrischen Strom leiten.
 +
:a) Erkläre wie die Schaltung die Leitfähigkeit nachweist.
 +
:b) Untersuche die Gegenstände aus der Tabelle und weitere 5 Stück.
  
−
In einem Modellversuch schwingt ein Wagen zwischen zwei Federn. Die Federkonstante einer Feder beträgt D= 3 N/m. Zusammen wirken sie wie eine Feder mit der doppelten Federkonstante. Der Wagen hat eine Masse von 190,6g.
+
{|
 +
|
 +
{|class="wikitable" style="text-align: center"
 +
!style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
Gegenstand
  
−
*Wie schwer  ist eine am Wagen befestigte Batterie, wenn der Wagen mit ihr nun in 5,6 Sekunden viermal schwingt?
+
! style="border-style: solid; border-width: 4px;"|
 +
Material
  
−
(Ein Video mit einer ähnlichen "body mass measurement device" der NASA findet sich [http://www.youtube.com/watch?v=8rt3udip7l4 hier].)
+
! style="border-style: solid; border-width: 4px "|
−
(Auch LEIFI beschäftigt sich [http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/mechanische-schwingungen/aufgaben#lightbox=/themenbereiche/mechanische-schwingungen/lb/mechanische-schwingungen-massebestimmung-im-weltall-0 hier] damit.)
+
Leitet den Strom <br>(Ja | Nein)
  
−
====Schaukeltier II====
+
|-
−
Große und kleine Kinder schaukeln auf dem gleichen Tier unterschiedlich. Was ist der Unterschied?
+
|style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
Scherenklinge
  
−
====Schwingmännchen III====
+
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
−
[[Datei:Schwingmännchen.jpg|thumb|Eine Schwingprinzessin]]
+
Eisen (Stahl)
−
Das Männchen bringt 200g auf die Waage und verlängert beim Dranhängen die vorher unbelastete Feder um 40cm.
+
  
−
*Wieso beträgt die Federkonstante (D) gerade 1/20 N/cm = 0,05 N/cm?
+
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
−
*Zeichnen Sie den Zusammenhang von Rückstellkraft und Auslenkung, also den Graphen von <math>F(y)</math> in ein Koordinatensystem.
+
|-
 +
|style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
Scherengriff
  
−
*Mit welcher Frequenz wird das Männchen schwingen?
+
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
Kunststoff
  
−
Hängt man das Männchen nur an die Hälfte der Feder, so wird bereits bei der halben Auslenkung die entsprechende Kraft erreicht. Die Federkonstante D verdoppelt sich also. Entsprechendes ergibt sich, wenn man zwei Federn aneinander hängt: Die Federkonstante halbiert sich.
+
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
|-
 +
|style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
Bleistiftmine
  
−
*An welcher Stelle der Feder muss man festhalten, damit sich dadurch die Frequenz verdoppelt?
+
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
Graphit
  
 +
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
|-
 +
|style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "|
  
−
====Schwingmännchen IV====
 
−
Wie kann man es erreichen, dass das Männchen "doppelt so schnell", also mit doppelter Frequenz, schwingt?
 
  
−
====Schwingmännchen V====
+
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
−
Wie verändert sich die Frequenz und die Energie des Männchens, wenn sich
+
−
*die Federkonstante verdoppelt
+
−
*die Masse verdoppelt
+
−
*die Amplitude verdoppelt
+
−
und dabei die jeweils anderen Größen unverändert bleiben?
+
  
−
====Energie====
+
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
−
Welche Energie hat eine schwingender Körper der Masse 1kg, wenn er eine Periodendauer von 1s und eine Amplitude von 1cm hat?
+
  
−
====Energie II====
 
−
Wie muss ein Körper der Masse 1kg schwingen, damit die Schwingung 1J Energie hat?
 
  
−
====Energie III====
+
|-
−
Zwei gleichschwere Körper schwingen mit der gleichen Amplitude, aber der eine doppelt so schnell wie der andere. Vergleichen sie die Energiemengen.
+
|style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
 
 +
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
 
 +
|-
 +
|style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
 
 +
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
 
 +
|-
 +
|style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
 
 +
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
 
 +
|-
 +
|style=" text-align:right; border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
 
 +
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
 +
 
 +
|}
 +
|
 +
[[Datei:Zeichnung Leitfähigkeit Stromkreis.jpg|400px]]
 +
|}
 +
 
 +
 
 +
 
 +
;A3 Ein Schalter
 +
Baue in den Stromkreis von A1c einen Schalter ein. An welchen Stellen kannst du den Schalter einbauen?
 +
 
 +
;A4 Schaltpläne
 +
Lies den Infotext „Zeichnen eines Schaltplans“ durch oder schaue auf [https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/einfache-stromkreise/grundwissen/vom-stromkreis-zum-schaltplan dieser Seite] nach und zeichne nach diesen Regeln einen Schaltplan zu A3.
 +
 
 +
;A5 Kurzschlusschalter
 +
Anna und Bernd haben zweimal den Schalter so eingebaut, dass das Lämpchen leuchtet, wenn der Schalter geöffnet ist.
 +
*Baue die Schaltung auf und probiere den Schalter aus.
 +
*Schreibe auf, was du beobachtest.
 +
*Versuche zu erklären warum das Lämpchen dunkler wird, wenn man den Schalter schließt.
 +
 
 +
<gallery widths=200px heights=180px  perrow=2>
 +
Bild:Schaltplan Kurzschlussschalter 1.png|
 +
Bild:Schaltplan Kurzschlussschalter 2.png|
 +
</gallery>

Aktuelle Version vom 30. April 2026, 09:15 Uhr

Praktikum: Ein elektrischer Stromkreis

Material für alle Aufgaben
  • 1 Flachbatterie 4,5V
  • 1 Lämpchen
  • 1 Fassung
  • 1 Schalter
  • 4 Kabel mit Krokoklemmen

[math]\qquad \qquad[/math]

A1 Ein Glühlämpchen

Bringe jeweils das Lämpchen zum Leuchten.
Zeichne für a) – c) jeweils deinen (funktionierenden) Aufbau ins Heft.

Das Material, das Du verwenden darfst:

a) 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen
b) 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen, 2 Kabel
c) 1 Flachbatterie, 1 Lämpchen, 2 Kabel, 1 Lampen-Fassung
A2 Leitfähigkeit

Baue die abgebildete Schaltung auf, mit der du überprüfen kannst, ob andere Gegenstände den elektrischen Strom leiten.

a) Erkläre wie die Schaltung die Leitfähigkeit nachweist.
b) Untersuche die Gegenstände aus der Tabelle und weitere 5 Stück.

Gegenstand

Material

Leitet den Strom
(Ja | Nein)

Scherenklinge

Eisen (Stahl)

Scherengriff

Kunststoff

Bleistiftmine

Graphit










Zeichnung Leitfähigkeit Stromkreis.jpg


A3 Ein Schalter

Baue in den Stromkreis von A1c einen Schalter ein. An welchen Stellen kannst du den Schalter einbauen?

A4 Schaltpläne

Lies den Infotext „Zeichnen eines Schaltplans“ durch oder schaue auf dieser Seite nach und zeichne nach diesen Regeln einen Schaltplan zu A3.

A5 Kurzschlusschalter

Anna und Bernd haben zweimal den Schalter so eingebaut, dass das Lämpchen leuchtet, wenn der Schalter geöffnet ist.

  • Baue die Schaltung auf und probiere den Schalter aus.
  • Schreibe auf, was du beobachtest.
  • Versuche zu erklären warum das Lämpchen dunkler wird, wenn man den Schalter schließt.
  • Schaltplan Kurzschlussschalter 1.png
  • Schaltplan Kurzschlussschalter 2.png
Von „http://schulphysikwiki.de/index.php?title=*&oldid=18386“