Aufgaben zur Trägheit und geradlinig gleichförmiger Bewegung: Unterschied zwischen den Versionen
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| − | ===1 "Anschubsen"=== | + | ===1 Anschnallen=== |
| + | Die Gurtpflicht beim Autofahren wurde in der Bundesrepublik Deutschland 1976 für die Vordersitze und 1984 für die Rücksitze eingeführt. Für Reisebusse gilt sie seit 1999. | ||
| + | <br> Erkläre aus physikalischer Sicht die Funktion des Sicherheitsgurtes. | ||
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Anna "schubst" eine liegende Münze auf dem Tisch an. Nach ungefähr einem Meter bleibt die Münze liegen. Wenn sie die Münze auf die Kante stellt und anschubst, dann rollt die Münze viel weiter. | Anna "schubst" eine liegende Münze auf dem Tisch an. Nach ungefähr einem Meter bleibt die Münze liegen. Wenn sie die Münze auf die Kante stellt und anschubst, dann rollt die Münze viel weiter. | ||
<br>Erkläre das mit Hilfe der wirkenden Kräfte auf die Münze. | <br>Erkläre das mit Hilfe der wirkenden Kräfte auf die Münze. | ||
| − | === | + | ===3 Die Erddrehung=== |
Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um sich selbst. Dadurch bewegen wir uns in Freiburg mit einer Geschwindigkeit von ca. 1000 km/h von Westen nach Osten. | Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um sich selbst. Dadurch bewegen wir uns in Freiburg mit einer Geschwindigkeit von ca. 1000 km/h von Westen nach Osten. | ||
<br>a) Springe ich in Freiburg vom Boden hoch, dann berühre ich die Erde nicht mehr. Dann müßte sie sich doch mit 1000km/h unter mir wegbewegen? Erkläre warum das nicht so ist. | <br>a) Springe ich in Freiburg vom Boden hoch, dann berühre ich die Erde nicht mehr. Dann müßte sie sich doch mit 1000km/h unter mir wegbewegen? Erkläre warum das nicht so ist. | ||
<br>b) Wenn ein Flugzeug mit der Geschwindigkeit von 1000km/h von Osten nach Westen fliegt, dann steht es eigentlich still. Warum braucht es trotzdem Motoren, die es antreiben? | <br>b) Wenn ein Flugzeug mit der Geschwindigkeit von 1000km/h von Osten nach Westen fliegt, dann steht es eigentlich still. Warum braucht es trotzdem Motoren, die es antreiben? | ||
| − | === | + | ===4 Ein Luftkissenball=== |
| + | [[Datei:Aufgabe_Luftkissenfußball_Bahn.png|right|400px]] | ||
Ein Luftkissenball bewegt sich auf der gezeichneten Bahn: | Ein Luftkissenball bewegt sich auf der gezeichneten Bahn: | ||
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Zeichne für alle Phasen der Bewegung die wirkende Kraft mit einem Pfeil ein. | Zeichne für alle Phasen der Bewegung die wirkende Kraft mit einem Pfeil ein. | ||
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| − | === | + | ===5 In der Straßenbahn=== |
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Peter fährt mit der Straßenbahn in die Schule. | Peter fährt mit der Straßenbahn in die Schule. | ||
*In welchen Situationen muss er sich festhalten, wann nicht? | *In welchen Situationen muss er sich festhalten, wann nicht? | ||
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| − | + | ===6 Kinderwagen schieben=== | |
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Manfred schiebt den Kinderwagen mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit. Dazu muss er mit einer Kraft von 10N drücken. Der Kinderwagen hat eine Masse von 7kg. | Manfred schiebt den Kinderwagen mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit. Dazu muss er mit einer Kraft von 10N drücken. Der Kinderwagen hat eine Masse von 7kg. | ||
<br>Zeichne in das Schnittbild des Kinderwagens alle wirkenden Kräfte ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 10\,\rm N</math> ) | <br>Zeichne in das Schnittbild des Kinderwagens alle wirkenden Kräfte ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 10\,\rm N</math> ) | ||
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| − | === | + | ===7 Flugzeug fliegen=== |
| − | Damit ein Airbus 350 mit konstant 900km/h fliegen kann wird er von zwei Triebwerken mit zusammen ca. 600kN angeschoben. Er hat eine Masse von ca. 150t. | + | [[Datei:Aufgabe Airbus350.jpg|thumb|400px|right|Bei einer Geschwindigkeit von 900 km/h hat ein Flugzeug das Fahrwerk eingefahren. Dieser A350 ist im Landeanflug.]]Damit ein Airbus 350 mit konstant 900km/h fliegen kann wird er von zwei Triebwerken mit zusammen ca. 600kN angeschoben. Er hat eine Masse von ca. 150t. |
<br>Zeichne in das Schnittbild die wirkenden Kräfte maßstabsgerecht ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 300000\,\rm N</math>) | <br>Zeichne in das Schnittbild die wirkenden Kräfte maßstabsgerecht ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 300000\,\rm N</math>) | ||
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| − | === | + | ===8 Fahrrad fahren=== |
Wenn Diana konstant mit einer großen Geschwindigkeit fahren will, dann muss sie auch "fest reintreten". Warum ist das wohl so? | Wenn Diana konstant mit einer großen Geschwindigkeit fahren will, dann muss sie auch "fest reintreten". Warum ist das wohl so? | ||
<br>a) Erkläre warum Diana langsamer wird, wenn sie aufhört zu treten. | <br>a) Erkläre warum Diana langsamer wird, wenn sie aufhört zu treten. | ||
| − | [[Datei:Fahrrad_Widerstandsdiagramm_kmProh.png|left|400px]]Den Widerstand durch die Reibung der Räder am Boden nennt man Rollwiderstand, den Widerstand durch die Reibung an der Luft Luftwiderstand. Das Diagramm zeigt wie groß der Rollwiderstand, der Luftwiderstand und der Gesamtwiderstand bei verschiedenen Geschwindigkeiten ist. | + | [[Datei:Fahrrad_Widerstandsdiagramm_kmProh.png|left|400px]]Den Widerstand durch die Reibung der Räder am Boden nennt man Rollwiderstand, den Widerstand durch die Reibung an der Luft Luftwiderstand. Das Diagramm zeigt wie groß der Rollwiderstand <math>F_{Roll}</math>, der Luftwiderstand <math>F_{Luft}</math> und der Gesamtwiderstand <math>F</math> bei verschiedenen Geschwindigkeiten ist. |
<br>b) Wie groß ist der Rollwiderstand, der Luftwiderstand und der Gesamtwiderstand bei 20km/h und bei 40km/h? | <br>b) Wie groß ist der Rollwiderstand, der Luftwiderstand und der Gesamtwiderstand bei 20km/h und bei 40km/h? | ||
| − | <br>c) Zeichne in die beiden Schnittbilder die wirkenden Kräfte bei | + | <br>c) Zeichne in die beiden Schnittbilder die wirkenden Kräfte bei 20km/h und bei 40km/h ein. (<math>1\,\rm cm \hat = 50\,\rm N</math>) Diana hat mit Rad eine Masse von 50kg. |
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===[[Aufgaben zur Trägheit und geradlinig gleichförmiger Bewegung (Lösungen)|Lösungen]]=== | ===[[Aufgaben zur Trägheit und geradlinig gleichförmiger Bewegung (Lösungen)|Lösungen]]=== | ||
Aktuelle Version vom 28. April 2019, 23:00 Uhr
(Inhalt Mittelstufe > Kraft und Bewegung ("Dynamik"))
Inhaltsverzeichnis
1 Anschnallen
Die Gurtpflicht beim Autofahren wurde in der Bundesrepublik Deutschland 1976 für die Vordersitze und 1984 für die Rücksitze eingeführt. Für Reisebusse gilt sie seit 1999.
Erkläre aus physikalischer Sicht die Funktion des Sicherheitsgurtes.
2 "Anschubsen"
Anna "schubst" eine liegende Münze auf dem Tisch an. Nach ungefähr einem Meter bleibt die Münze liegen. Wenn sie die Münze auf die Kante stellt und anschubst, dann rollt die Münze viel weiter.
Erkläre das mit Hilfe der wirkenden Kräfte auf die Münze.
3 Die Erddrehung
Die Erde dreht sich in 24 Stunden einmal um sich selbst. Dadurch bewegen wir uns in Freiburg mit einer Geschwindigkeit von ca. 1000 km/h von Westen nach Osten.
a) Springe ich in Freiburg vom Boden hoch, dann berühre ich die Erde nicht mehr. Dann müßte sie sich doch mit 1000km/h unter mir wegbewegen? Erkläre warum das nicht so ist.
b) Wenn ein Flugzeug mit der Geschwindigkeit von 1000km/h von Osten nach Westen fliegt, dann steht es eigentlich still. Warum braucht es trotzdem Motoren, die es antreiben?
4 Ein Luftkissenball
Ein Luftkissenball bewegt sich auf der gezeichneten Bahn:
(1) Anschubsen
(2) Niemand berührt den Ball
(3) eine Rechtskurve
(4) Niemand berührt den Ball
(5) Anhalten
Zeichne für alle Phasen der Bewegung die wirkende Kraft mit einem Pfeil ein.
5 In der Straßenbahn
Peter fährt mit der Straßenbahn in die Schule.
- In welchen Situationen muss er sich festhalten, wann nicht?
- Erkläre dies mit den Begriffen Massenträgheit und Kraft.
6 Kinderwagen schieben
Manfred schiebt den Kinderwagen mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit. Dazu muss er mit einer Kraft von 10N drücken. Der Kinderwagen hat eine Masse von 7kg.
Zeichne in das Schnittbild des Kinderwagens alle wirkenden Kräfte ein. ([math]1\,\rm cm \hat = 10\,\rm N[/math] )
7 Flugzeug fliegen
Zeichne in das Schnittbild die wirkenden Kräfte maßstabsgerecht ein. ([math]1\,\rm cm \hat = 300000\,\rm N[/math])
8 Fahrrad fahren
Wenn Diana konstant mit einer großen Geschwindigkeit fahren will, dann muss sie auch "fest reintreten". Warum ist das wohl so?
a) Erkläre warum Diana langsamer wird, wenn sie aufhört zu treten.
b) Wie groß ist der Rollwiderstand, der Luftwiderstand und der Gesamtwiderstand bei 20km/h und bei 40km/h?
c) Zeichne in die beiden Schnittbilder die wirkenden Kräfte bei 20km/h und bei 40km/h ein. ([math]1\,\rm cm \hat = 50\,\rm N[/math]) Diana hat mit Rad eine Masse von 50kg.
d) Erkläre nun, warum Diana bei größeren Geschwindigkeiten auch fester treten muss.
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