1. Klassenarbeit in Physik Nachtermin

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1 Name: Punkte: Note: Ø: Physik Klasse 9 Abzüge für Darstellungsmängel:. Klassenarbeit in Physik Nachtermin Hinweise: -Achte auf die Darstellung und vergiss nicht Geg., Ges., Formeln, Ergebnis! - Zeige, wo immer möglich, dass du Formeln aufstellen und umformen kannst. - Die Spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt c w =, J/(g K) Aufgabe ( 7 Punkte): Du füllst im Baumarkt eine Tüte, mit lauter gleichen Schrauben. a) Ein Experiment ergibt, dass 50 Schrauben eine Masse von 87,5 g besitzen. Erkläre, wie man aus diesen Angaben eine Formel aufstellen kann, mit deren Hilfe man aus der Anzahl der Schrauben ihre Gesamtmasse berechnen kann und ermittle die in der Formel vorkommende Konstante. b) Der Inhalt eines vollen Kartons mit diesen Schrauben wiegt,75 kg. Berechne mit Hilfe deiner Formel die Anzahl der Schrauben im Karton. Quelle: CC0 von Aufgabe ( Punkte): Ein Auto fährt 0 Minuten lang mit einer konstanten Geschwindigkeit, wobei es einen Weg von km zurücklegt. Dann bleibt es 0 Minuten lang stehen und fährt danach 7 km mit einer Geschwindigkeit von 0 m/s weiter. a) Mit welcher Geschwindigkeit fährt das Auto während der ersten 0 Minuten. Gib dein Ergebnis in den Einheiten km/h und in m/s an. b) Welchen Weg legt das Auto während der gesamten Fahrt zurück? c) Berechne, wie lange das Auto für die 7 km benötigt? d) Zeichne das t-s-diagramm der Fahrt. Aufgabe (0 Punkte): Die Sonne scheint auf die abgebildete Solarzelle, worauf der Elektromotor den abgebildeten Propeller antreibt usw. a) Zeichne die vollständig Energieumwandlungskette mit korrekten Benennungen und Symbolen! b) Der Motor nimmt in 0 Minuten 900 J aus der Batterie auf. Berechne seine Leistung. c) Ein neue Batterie enthält eine Energiemenge von kj. Wie lange kannst du damit eine Taschenlampe betreiben, die,5 W umsetzt? Bitte wenden! Bitte wenden! Bitte wenden!

2 Aufgabe ( Punkte): Ein Wasserkocher hat eine Leistung von,5 kw. a) Gib die Leistung des Wasserkochers in PS an b) Wie viel Energie wandelt er um, wenn man ihn,5 Minuten lang einschaltet? c) In einem zweiten Versuch gibt der Tauchsieder 0, MJ an das Wasser ab. Wie viel Wasser kann man damit von 8 C auf 98 C erwärmen? d) In der Jahresabrechnung des Elektrizitätswerkes steht, dass 0 kwh bezogen wurden. Berechne, wie viele J das sind. Ich wünsche dir recht viel Erfolg! Quelle: CC0 von

3 Lösungen: Aufgabe ( 7 Punkte): Du hast einen Karton mit lauter gleichen Schrauben. b) Ein Experiment ergibt, dass 50 Schrauben eine Masse von 87,5 g besitzen. Erkläre, wie man mit diesen Angaben eine Formel aufstellen kann, mit deren Hilfe man aus der Anzahl der Schrauben ihre Gesamtmasse berechnen kann und ermittle die darin vorkommende Konstante. Aus der Proportionalität m ~ N kann man durch Einfügen einer Konstante eine Gleichung erhalten: m = k N Ermittlung von k: m = k N : N m/n = k k = m / N = 87,5 g / 50 =,75 g/stück k =,75 g /Stück c) Der Inhalt deines Kartons wiegt,75 kg. Berechne mit Hilfe deiner Formel die Anzahl der Schrauben. Geg.: m = 75 g, k =,75 g N Lsg.: m = k N : k m / k = N N = m/k = 75 g /,75 g = 00 Der Karton enthält 00 Schrauben

4 Aufgabe ( Punkte): Ein Auto fährt 0 Minuten lang mit einer konstanten Geschwindigkeit, wobei es einen Weg von km zurücklegt. Dann bleibt es 0 Minuten lang stehen und fährt danach 7 km mit einer Geschwindigkeit von 0 m/s weiter. a) Mit welcher Geschwindigkeit fährt das Auto während der ersten 0 Minuten. Gib dein Ergebnis in den Einheiten km/h und in m/s an. Geg.: t = 600 s, s = 000 m v Lsg.: v = s / t v = 000 m / 600 s = 0 m/s v = 0 m/s m/ s =,6 km/ h v = 7 km/h b) Welchen Weg legt das Auto während der gesamten Fahrt zurück? Es legt insgesamt km + 0 km 7 km = 9 km zurück. s ges = 9 km c) Berechne, wie lange das Auto für die 7 km benötigt? Geg.: s = 7 km, v = 0 m/s t Lsg.: v = s / t t v t = s : v t = s / v t = m / 0 m/s = 900 s t = 900 s = 5 min

5 d) Zeichne das t-s-diagramm der Fahrt. s in km ord. Diagramm + Werte t in min Aufgabe (0 Punkte): Die Sonne scheint auf die abgebildete Solarzelle, worauf der Elektromotor den abgebildeten Propeller antreibt usw. a) Zeichne die vollständig Energieumwandlungskette mit korrekten Benennungen und Symbolen! Strahlungsenergie Solarzelle elektr. Energie Motor Bewegungsenergie jeweils ½ für Prinzip und jede korrekte Benennung b) Der Motor nimmt in 0 Minuten 900 J aus der Batterie auf. Berechne seine Leistung. Geg.: Lsg.: t = 600 s, E = 900 J P = E / t P = 00 J / 600 s =,5 J/s P =,5 W Geg., Ges. Formel Erg. mit korr. Einheiten

6 c) Ein neue Batterie enthält eine Energiemenge von kj. Wie lange kannst du damit eine Taschenlampe betreiben, die,5 W umsetzt? Geg.: E = 00 J, P =,5 W t Lsg.: P = E / t t P t = E : P t = E / P t = 000 J =,5 J/s = 8000 s =, h t =, h Aufgabe ( 0 Punkte): Eine Batterie wird an einen Elektromotor angeschlossen, der ein Gewicht nach oben zieht. Tipp: In einer Batterie liegt chemisch gespeicherte Energie vor. b) Der Motor nimmt in 5 Sekunden 900 J aus der Batterie auf. Berechne seine Leistung. Geg.: Lsg.: t = 5 s, E = 900 J P = E / t P = 900 J / 5 s = 60 J/s P = 60 W Geg., Ges. Formel Erg. mit korr. Einheiten c) Ein neue Batterie enthält eine Energiemenge von kj. Wie lange kannst du damit eine Taschenlampe betreiben, die,5 W umsetzt? Geg.: E = 00 J, P =,5 W t Lsg.: P = E / t t P t = E : P t = E / P t = 000 J =,5 J/s = 8000 s =, h t =, h

7 Aufgabe ( Punkte): Ein Wasserkocher hat eine Leistung von,5 kw. a) Gib die Leistung des Wasserkochers in PS an Bekannt ist: PS ¾ kw => kw / PS =>,5 kw,5 / Ps = PS Der Wasserkocher hat eine Leistung von ca. PS b) Wie viel Energie wandelt er um, wenn man ihn,5 Minuten lang einschaltet? Geg.: P = 500 W, t =,5 min = 0 s E Lsg.: P = E / t t P t = E E = P t = 500 J/s 0 s = J E = 0, MJ c) In einem zweiten Versuch gibt der Tauchsieder 0, MJ an das Wasser ab. Wie viel Wasser kann man damit von 8 C auf 98 C erwärmen? Geg.: E = J, Δϑ = 98 C - 8 C = 80 K, c =, J/gK m Lsg.: E = c m Δϑ : (c Δϑ) E c ϑ = m E 0000 J m = = = 95 g c ϑ, J/gK 80 K m = 0,95 kg d) In der Jahresabrechnung des Elektrizitätswerkes steht, dass 0 kwh bezogen wurden. Berechne, wie viele J das sind. kwh =,6 Mio J 0 kwh = J E = 7,7 Mio J