Aufgaben zu Kräften (Mittelstufe)

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

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

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

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

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.