4. Lernzielkontrolle / Stegreifaufgabe

Transkript

1 1. Erkläre kurz die Funktionsweise eines Federkraftmessers. 2. Formuliere das Hooke sche Gesetz. 3. Im nebenstehenden Kraft-Weg-Diagramm ist die elastische Verformung zweier Federn dargestellt. Welche Feder ist die härtere von beiden? Begründung! 4. Ein Trampolin kann man vereinfacht als Feder auffassen bei der das Hooke sche Gesetz Gültigkeit hat. Tobias springt auf diesem Trampolin (D = 60 / cm ) und übt dabei eine Sprungkraft von 450 aus. Wie weit drückt Tobias das Trampolin ein? 5. Eine Schraubenfeder ist 25 cm lang. Sie wird durch eine Kraft von 4,5 um 6,4 cm elastisch gedehnt. a) Berechne ihre Federhärte. b) Wie lang wird die Feder, wenn sie durch eine Kraft von 2,8 gedehnt wird? c) Welche Kraft wäre notwendig, um die Feder 30 cm zu dehnen? Warum könnte es sein, dass diese Berechnung nicht zutreffend ist? 6. Ergänze die Tabelle Masse Gewichtskraft Formelzeichen Einheit Messgerät Eigenschaft Welchen Einfluss hat der Ort, an dem sich der Körper befindet? GP_A0354 **** Lösungen 2 Seiten (GP_L0354) 1 (1)

2 1. Tina soll als Hausaufgabe ihre Gewichtskraft ermitteln. Leider hat sie im Unterricht nicht aufgepasst und fragt ihre Freundin Lena. Was antwortet Lena? Rechne ein Beispiel mit selbst gewählten Werten! 2. Stelle die Kräfte F 1 54 und F jeweils zeichnerisch dar. Wähle den geeigneten Maßstab: Maßstab für F1 1cm Maßstab für F2 1cm 3. Welche Beträge zeigen die Kraftmesser jeweils an? Der Skalenbeginn liegt immer bei Kreuze an, welche Feder die härtere von beiden ist: O Feder 1 mit D 20 O Feder 2 mit cm D 1000 m 5. Erkläre die Begriffe elastische Verformung: plastische Verformung: GP_A0355 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0355) 1 (3)

3 6. Kreuze an, ob die Aussagen richtig oder falsch sind: richtig falsch Je weicher eine Feder, umso größer ist ihre Federkonstante. Die Gewichtskraft eines Körpers in Berlin ist das Produkt aus seiner Masse und der Fallbeschleunigung in Berlin. Die Masse eines Bleistifts ist auf dem Mond geringer als auf der Erde. Die Kraft die erforderlich ist um einem Körper der Masse 2 1 kg eine Beschleunigung von 10 m / s zu erteilen heißt 1 (ewton). Die Federhärte D kann in den Einheiten 100 m angegeben werden. 1 cm oder Ein Körper wird mit einer bestimmte Kraft von der Erde angezogen. Man kann seine Gewichtskraft von einer Waage ablesen. Eine Kraft ist die Ursache jeder Bewegung. Für eine Feder gilt immer: Wirkende Kraft und Längenänderung sind zueinander proportional. GP_A0355 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0355) 2 (3)

4 7. Bei einer Dehnungsmessung an einer elastischen Schraubenfeder erhielt man folgende Messwerte: s in cm 2,5 4,9 7,6 10,0 11,3 12,5 13,8 15,2 F in 1,0 2,0 3,0 4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 a) Zeichne das Weg-Kraft-Diagramm der Feder. Wähle eine geeignete Einteilung der Achsen. Beschrifte das Diagramm vollständig. b) Wie heißt das Gesetz von Hooke in Worten? c) Berechne die Federkonstante D der Feder aus dem Versuch. Wähle dazu ein günstiges Messwertpaar aus der Tabelle. d) Berechne die Kraft, die einer Dehnung der Feder um 6,5 cm entspricht. e) Ermittle zeichnerisch den Dehnungswert, den eine Kraft von 3,5 hervorruft. f) Zeichne in obiges Diagramm die Kennlinie einer Feder mit größerer Federhärte, als die oben im Versuch verwendete, ein. Begründe dein Vorgehen. GP_A0355 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0355) 3 (3)

5 1. Ein Pkw besitzt an jedem seiner 4 Räder eine Schraubenfeder damit Stöße durch Fahrbahnunebenheiten gedämpft werden. Es steigen 4 Personen in den Pkw ein, die zusammen 320 kg wiegen. Dadurch senkt sich die Karrosserie um 2,5 cm. a) Berechne die Federkonstante der gesamten Autofederung. b) Die Karrosserie darf sich bei Beladung höchstens um 5 cm absenken. Mit welchem Gewicht darf der Pkw maximal beladen werden? 2. Gegeben ist das Kraft-Dehnungs-Diagramm für den Stiel einer Schneeschaufel. a) Bis zu welcher Kraft gilt das Hooke sche Gesetz? b) Berechne für diesen Bereich die Federkonstante. c) Wie stark verbiegt sich der Stiel, wenn man ihn mit 15 belastet? d) Wie stark verbiegt sich der Stiel wenn er mit 650 belastet wird? e) Angenommen, das Hooke sche Gesetz würde bis zu einer Kraft von 800 gelten. Wie groß wäre dann die Biegung bei einer Kraft von 600? 3. Was muß an einem Kraftmesser hängen, damit er auf der Erde die Kraft von 10 anzeigt? Rechnerischer achweis! 4. enne den Unterschied bzw. die Gemeinsamkeit zwischen einer Federwaage und einem Federkraftmesser. 5. Formuliere mit eigenen Worten die Bedeutung der Angabe D 500 cm 6. Du hast 2 gleiche Federkraftmesser zur Verfügung. Die Federkonstante beträgt jeweils D 4/cm. a) Wie viel cm wird der Kolben aus der Hülse gezogen wenn an einem Federkraftmesser mit der Gewichtskraft von 25 gezogen wird? b) Es werden nun beide Federkraftmesser hintereinandergehängt und wiederum wird mit der Gewichtskraft von 25 (an der Kombination) gezogen. Wie weit wird die Kombination aus 2 Kraftmessern gedehnt? Wie groß ist die Federkonstante der Kombination? GP_A0356 **** Lösungen 3 Seiten (GP_L0356) 1 (1)