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__NOTOC__====Was ist Kraft?====
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===Noch mehr Aufgaben zur Interferenz von Licht===
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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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=====6) Lichtfarben und Wellenlänge=====
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*Woran kann man erkennen, dass im physikalischen Sinne eine Kraft wirkt?
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:Ein Gitter wird vom Licht einer Glühlampe beleuchtet. Hinter dem Gitter ist im Abstand von 60cm ein Schirm. ([[Optische_Gitter#Versuch:_Gl.C3.BChlampenlicht_trifft_auf_ein_Gitter|Versuchsaufbau]]) Hier die Ergebnisse:
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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?
  
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<gallery widths=180px heights=130px  perrow=3 >
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#Windkraftwerke werden oft in Küstennähe gebaut.
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Bild:Gitter_Messung_80pro_mm_60cm_Spalt_schmal.jpg|Gitter mit 80 Linien pro mm
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#Er schiebt den Einkaufswagen mit voller Kraft nach vorne.
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Bild:Gitter_Messung_300pro_mm_60cm.jpg|Gitter mit 300 Linien pro mm
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#Die frischen Blätter leuchten in einem kräftigen Grün.
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</gallery>
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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.
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#Es herrscht ein Mangel an Fachkräften.
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#Benzin und Diesel sind Kraftstoffe für Motoren.
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#Sie tritt mit voller Kraft in die Pedale.
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#Mit freudiger Tatkraft gingen sie an's Werk.
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#In dieser Pflanze steckt eine große Heilkraft.
  
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'''a)''' Bestimmen Sie aus den Messergebnissen die Wellenlänge von violettem, blauen, grünem, gelben und rotem Licht. Vergleichen Sie Ihre Ergebnisse mit Literaturwerten.
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====Luftballon====
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Paul hält einen Luftballon zwischen seinen Händen.
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:'''a)''' Wie verändert sich der Ballon durch das Festhalten?
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:'''b)''' Schneide dann den Ballon frei und zeichne die Kräfte ein, die auf den Luftballon wirken.
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:'''c)''' Steht der Ballon unter Druck- oder unter Zugspanung?
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:'''d)''' Gib weitere Beispiele an, bei denen zwei gleichgroße Kräfte einen Körper verformen.
  
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'''b)''' Warum ist das Maximum nullter Ordnung weiss und nicht bunt wie die anderen?
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====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>
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:'''a)''' Schneide das Seil frei und zeichne die Kraftpfeile ein. Das Seil kannst du 19cm lang zeichnen. Die Kraftpfeile im Maßstab: <math>0{,}5\,\rm cm \ \widehat{=} \ 100 \,\rm N</math>.
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:'''b)''' Mit welcher Kraft zieht die 7. Person?
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:'''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?
  
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'''c)''' Zu dem Gitter mit 80 Linien pro mm:
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====Eine Tasche festhalten und loslassen====
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*Warum ist das zweite Maximum breiter als das erste?
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[[Datei:Aufgabe Kraft Tasche halten.jpg|thumb|150px]]
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*Begründen Sie, dass das zweite Maximum doppelt so breit sein müsste wie das erste. Wie breit ist demnach das dritte?
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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 die wirkenden Kräfte ein. (<math>1\,\rm cm \ \widehat{=} \ 10 \,\rm N</math>)
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::1) Vor dem Loslassen
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::2) Kurz nach dem Loslassen
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:'''b)''' Erkläre anhand der Zeichnungen, warum die Tasche erst fällt, wenn Maria losläßt.
  
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=====7) Einzelspalt=====
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====Eine Spielzeugpistole====
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Beleuchtet man einen schmalen Spalt mit weißem Licht, so kann man dahinter ein buntes Streifenmuster auf einem Schirm beobachten.
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[[Datei:Aufgabe Kraft Spielzeugpistole.jpg|thumb|300px]]
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*Wie kommt es zu den wiederholten dunklen Stellen? Fertigen Sie eine Zeichnung zur Begründung an.
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Schaue dir die Zeichnung der Spielzeugpistole an.
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*Wie kommt es zu den farbigen Rändern der hellen Stellen?
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:'''a)''' Wie funktioniert die Pistole?
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:Sind die hellen Stellen nach Außen hin oder zur Mitte hin rot? Begründen Sie.
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:'''b)''' Schneide die Kugel frei und zeichne die auf sie wirkenden Kräfte ein.
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::1) Vor dem Abdrücken
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Ein Einzelspalt hat eine Breite von genau einer Wellenlänge des einfallenden Lichtes.
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::2) Nach dem Abdrücken
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*Wie breit ist das nullte Maximum, oder genauer: Unter welchem Winkel ist das Maximum nullter Ordnung zu sehen?
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:'''c)''' Erkläre mit den Zeichnungen von 1) und 2) die Wirkung auf die Kugel.
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<br style="clear: both" />
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=====8) Haaresbreite=====
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:'''a)''' Bestimmen Sie mit aus den Messergebnissen des "[[Doppelspaltversuch_(Schatten_eines_Haares)#Versuch:_Der_Schatten_eines_Haares|Haarschattenversuchs]]" die Wellenlänge des Laserlichts.
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:'''b)''' Mit einem Laserpointer läßt man rotes Licht der Wellenlänge 650nm auf ein Haar fallen. Die Dicke des Haares hat man vorher zu 5 Hundertstel mm gemessen. Auf der 2m entfernten Wand kann man nun eine interessante Beobachtung machen.
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:Zeichnen Sie das auf der Wand sichtbare Muster in Originalgröße.
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=====9) Ein Seidenschal=====
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:Ein roter Laserpointer, mit einer Wellenlänge von 630nm  wird auf einen Schal gerichtet. Drei Meter hinter dem Schal kann man folgende Beobachtung machen:
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:[[Datei:Licht_Interferenz_Schal_3m.jpg|none|thumb]]
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*Erklären Sie die Beobachtung. Welche Eigenschaften des Schals können Sie daraus berechnen?
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*Oder genauer: Bestimmen Sie die Dicke der Fäden und die Breite der Lücken in horizontaler und vertikaler Richtung.
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=====10) Eine CD oder DVD=====
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:Ein Laserpointer emmittiert Licht einer Wellenlänge von 630nm und wird auf eine CD gerichtet. Man macht folgende Beobachtung:
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:[[Datei:Lichtinterferenz_CD_Reflektionsgitter_Beobachtung.jpg|thumb|none]]
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:Zwischen den Maxima Nullter und erster Ordnung bildet sich ein Winkel von 22°.
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*Berechnen Sie daraus den Abstand zwischen den Rillen einer CD und schätzen Sie daraus die Anzahl der Rillen der CD ab.
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:Wie groß ist der Winkel zum Maximum zweiter Ordnung?
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*Erkundigen Sie sich nach dem Rillenabstand einer DVD.
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:Wie verändert sich das Interferenzmuster, wenn man die CD durch eine DVD austauscht?
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=====11) Mehrfachspalt und Zeigeraddition=====
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[[Datei:RCL_Vierfachspalt_532nm_10um_40um.jpg|thumb]]
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Das nebenstehende Bild zeigt das Bild eines Schirms hinter einem beleuchteten Mehrfachspalt. Der verwendete Laser hat eine Wellenlänge von 532nm und der Abstand zwischen Spalt und Schirm beträgt 1m.
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*Wieviele Spalte hat der Mehrfachspalt? Begründen Sie in Worten und mit Hilfe von Zeigeraddition.
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*Wie breit sind die einzelnen Spalte und wie groß ist der Mittenabstand zwischen den Spalten?
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Version vom 16. Januar 2018, 15:27 Uhr

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.

Luftballon

Paul hält einen Luftballon zwischen seinen Händen.

a) Wie verändert sich der Ballon durch das Festhalten?
b) Schneide dann den Ballon frei und zeichne 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.

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 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?

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 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.

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 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.


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