Klassenarbeit Nr. 2. Mechanik (2), Elektrizitätslehre

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1 Klassenarbeit Nr. 2 Mechanik (2), Elektrizitätslehre Der GTR ist als Hilfsmittel gestattet, bitte alle Lösungen auf diesen Arbeitsbogen. Auf der letzten Seite ist Platz für Nebenrechnungen. Name: 0. Saubere und übersichtliche Darstellung, klar ersichtliche Rechenwege, Antworten in ganzen Sätzen und Zeichnungen mit spitzem Bleistift bringen dir bis zu 3 Punkte. 1. a) Nenne zwei verschiedene Arten von Reibungskräften. b) Wo treten im Alltag Reibungskräfte auf? Erläutere an einem Beispiel. c) Was bedeutet eine Reibungszahl von 0,4 2. Sobald der Mann in der Abbildung rechts die Schaukel loslässt, beginnt eine Umwandlung mechanischer Energie von einer Form in die andere. Erläutere, welche Formen während einer Hin- und Herschwingung auftreten und wo, welche Form am kleinsten und am größten ist. /4 Bildquelle: 3. Eine Kiste der Masse 15kg wird um 2,0m angehoben. Welche Hubarbeit ist dafür erforderlich? Notiere zunächst die allgemeine Formel und rechne dann mit den angegebenen Werten. /4

2 4. Nenne die Definition der Leistung und die Einheit, in der sie gemessen wird. 5. Ein Schüler mit der Masse 48kg rennt mit konstanter Leistung von 300W eine 8,0m hohe Treppe hinauf. Wie lang ist er unterwegs? Notiere zunächst die allgemeine Formel und rechne dann mit den angegebenen Werten. 6. In einem Drucktopf herrscht ein Überdruck von 1000 hpa. Der Deckel hat eine Fläche von 5dm². Berechne die Kraft (in Newton), die von innen gegen den Deckel wirkt Bildquelle: 7. Nenne vier Beispiele für Isolatoren:

3 8. Nenne zwei Beispiele für verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms und gib an, um welche Wirkungen es sich dabei handelt. 9. Erläutere die Funktionsweise der nebenstehend abgebildeten Klingel. Bildquelle: Kreuze alle vollständig richtigen Sätze an: Bei offenem Schalter ist die Energiequelle stromund spannungsfrei. Bei offenem Schalter hat die Energiequelle trotzdem Spannung, diese liegt an den beiden Enden des offenen Schalters S. Nach dem Schließen des Schalters fällt die Spannung (hauptsächlich) am Verbraucher ab. Nach dem Schließen des Schalters fällt die Batteriespannung am Vogel 1 ab. Nach dem Schließen des Schalters fällt die Batteriespannung am Vogel 2 ab. Bildquelle:

4 11. In der nebenstehenden Schaltung werden die Stromstärken I 1 =0,50A, I 2 =0,80A und I 3 =0,95A gemessen. a) Berechne die Stromstärke I 4. Bildquelle: b) Gib die Stärke des Stroms an, der durch die Lampe V fließt. c) Berechne die Stärke des Stroms durch L. Aufgabe Summe erreicht möglich Viel Erfolg! Note: Notenschlüssel siehe Erwartungshorizont siehe Schule Notengebung mündlich: Arithmetisches Mittel: Rückgabe am 7. Juli 2015 Platz für Nebenrechnungen:

5 Erwartungshorizont 0. Saubere und übersichtliche Darstellung, klar ersichtliche Rechenwege, Antworten in ganzen Sätzen und Zeichnungen mit spitzem Bleistift bringen dir bis zu 3 Punkte. 1. a) Nenne zwei verschiedene Arten von Reibungskräften. Zwei aus: Haftreibungskraft, Gleitreibungskraft, Rollreibungskraft b) Wo treten im Alltag Reibungskräfte auf? Erläutere an einem Beispiel. Z.B. am Fahrrad, die Felgenbremse nutzt die Gleitreibungskraft zum Bremsen oder beim Auto, die Rollreibungskraft der Reifen auf der Straße...oder die Haftreibungskraft einer Kiste, die man schieben möchte, bevor sie sich bewegt c) Was bedeutet eine Reibungszahl von 0,4 Eine Reibungszahl von 0,4 bedeutet, dass 40% der Gewichtskraft als Reibungskraft auftreten. 2. Sobald der Mann in der Abbildung rechts die Schaukel loslässt, beginnt eine Umwandlung mechanischer Energie von einer Form in die andere. Erläutere, welche Formen während einer Hin- und Herschwingung auftreten und wo, welche Form am kleinsten und am größten ist. Zunächst ist die Lageenergie (potentielle Energie) am größten, bis zum tiefsten Schaukelpunkt nimmt die Lageenergie ab, dort ist sie am geringsten und dafür die Bewegungsenergie am größten. Dann nimmt die Bewegungsenergie Bildquelle: wieder ab und die Lageenergie zu, bis die Frau auf der rechten Seite den höchsten Punkt erreicht hat. Dort ist die Lageenergie wieder maximal und die Bewegungsenergie Null. Dann geht das Ganze in der anderen Richtung von vorne los. /4 3. Eine Kiste der Masse 15kg wird um 2,0m angehoben. Welche Hubarbeit ist dafür erforderlich? Notiere zunächst die allgemeine Formel und rechne dann mit den angegebenen Werten /4

6 4. Nenne die Definition der Leistung und die Einheit, in der sie gemessen wird. Die Leistung P ist definiert als Quotient aus übertragener Energie und der dafür benötigten Zeit : Die Einheit der Leistung beträgt (Watt) 5. Ein Schüler mit der Masse 48kg rennt mit konstanter Leistung von 300W eine 8,0m hohe Treppe hinauf. Wie lang ist er unterwegs? Notiere zunächst die allgemeine Formel und rechne dann mit den angegebenen Werten ,8 " 13 Antwort: Der Schüler braucht rund 13 Sekunden. 6. In einem Drucktopf herrscht ein Überdruck von 1000 hpa. Der Deckel hat eine Fläche von 5dm². Berechne die Kraft (in Newton), die von innen gegen den Deckel wirkt. # $ # $ 1000 % 5&² ² 0,05( 5000 Bildquelle: 7. Nenne vier Beispiele für Isolatoren: z.b. Holz, Glas, Porzellan, Gummi, Stein, Kork, etc.

7 8. Nenne zwei Beispiele für verschiedene Wirkungen des elektrischen Stroms und gib an, um welche Wirkungen es sich dabei handelt. Wärmewirkung: z.b. Kochplatte, Bügeleisen Magnetische Wirkung: z.b. Klingel, Elektromagnet 9. Erläutere die Funktionsweise der nebenstehend abgebildeten Klingel. Der Taster wird geschlossen, dadurch wird der Stromkreislauf geschlossen und es kann Strom durch die Spule fließen. Dadurch wird die Spule zu einem Elektromagneten. Die Blattfeder mit dem Klöppel wird von der Spule angezogen und Bildquelle: schlägt an die Glocke. Der Taster wird geschlossen, dadurch wird der Stromkreislauf und es kann Strom durch die Spule fließen. Dadurch wird die Spule zu einem Elektromagneten. Die Blattfeder mit dem Klöppel wird von der Spule angezogen und schlägt an die Glocke. Der Kontakt wird durch die Anziehung unterbrochen. Der Stromkreis wird also unterbrochen und die Spule wird nicht mehr mit Strom durchflossen. Die Blattfeder schwingt nun wieder zurück, der Kontakt wird wieder geschlossen. Der Prozess kann wieder von vorne beginnen. 10. Kreuze alle vollständig richtigen Sätze an: Bei offenem Schalter ist die Energiequelle stromund spannungsfrei. Bei offenem Schalter hat die Energiequelle trotzdem Spannung, diese liegt an den beiden Enden des offenen Schalters S. Nach dem Schließen des Schalters fällt die Spannung (hauptsächlich) am Verbraucher ab. Nach dem Schließen des Schalters fällt die Batteriespannung am Vogel 1 ab. Nach dem Schließen des Schalters fällt die Batteriespannung am Vogel 2 ab. Bildquelle:

8 11. In der nebenstehenden Schaltung werden die Stromstärken I 1 =0,50A, I 2 =0,80A und I 3 =0,95A gemessen. a) Berechne die Stromstärke I 4. ) * ) +, ) ( 1,30$ Bildquelle: b) Gib die Stärke des Stroms an, der durch die Lampe V fließt. Die Stärke des Stroms, der durch V fließt ist identisch mit I 4, also 1,30A. c) Berechne die Stärke des Stroms durch L. ) - ) +, ) (. ) / 0,35$