2011 Ph10bKA2

Straßenbahn Fahren

Peter fährt mit der Straßenbahn in die Schule.

• In welchen Situationen muss er sich festhalten, wann nicht?
• Erkläre dies mit den Begriffen Massenträgheit, Impuls und Kraft.

Peter sagt: "Beim Anfahren bin ich in den Sitz gedrückt worden!"

• Wie sieht eine Aussenstehende Person den Anfahrvorgang?
• Erkläre wiederum die unterschiedlichen Sichtweisen mit den physikalischen Begriffen.

Springbrunnen

Der Springbrunnen hat eine 1,5 Meter hohe Fontäne. Vereinfachend nimmt man an, dass das Wasser oben angekommen zur Seite rückt ohne das von unten nachkommende Wasser zu stören und dann wieder herunterfällt. Bei dem anderen Brunnen fließt das Wasser horizontal aus dem Rohr und fließt in ein Becken. Beschreibe von beiden Brunnen die Impulsänderung eines Wassertropfens mit der Zeit. Mache dazu Skizzen mit Impuls- und Kraftpfeilen, die du erläuterst. Bei der Fontäne ist nur die Vertikalbewegung von Interesse. (Also hoch und runter.)

Windkraftanlage

Ein Windrad

Windkraft- oder besser Windenergieanlagen sollen in den nächsten Jahren einen Großteil der Energieversorgung der abgeschalteten Kernkraftwerke übernehmen. Seit Anfang der 90er Jahren verlief die Entwicklung rasant und mittlerweile sind sie zu einem deutschen Exportschlager geworden.

Dabei spielt bei der Standortwahl die mittlere Windgeschwindigkeit die entscheidende Rolle. Sie sollte mindestens 5 m/sec betragen.

Ein Rotorblatt hat eine Länge bis zu 50 Metern und dreht sich bei hohen Windgeschwindigkeiten mit einer Umlaufdauer von zwei Sekunden.

• Mit welcher Frequenz dreht sich der Rotor?
• Wie groß ist die Bahngeschwindigkeit an den Spitzen der Rotorblätter? (Auch in km/h)
• Welche Kräfte wirken auf ein Rotorblatt, wenn es gerade am obersten (untersten) Punkt befindet? Erstelle zwei beschriftete Skizzen mit Kraftpfeilen.