1 m 3 1 dm 3 1 cm 3 WEG ZEIT GESCHWIN- DIGKEIT MASSE. Welche Arten der Bewegung unterscheidet

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1 2.1 Welche Arten der Bewegung unterscheidet man? 2.2 Welche Maßeinheiten gibt es für Geschwindigkeiten? Wie lautet die Formel zur Berechnung 2.4 der Geschwindigkeit? GECHWIN- DIGKEIT WEG ZEIT Wie groß ist die mittlere Geschwindigkeit eines Autos, das in 3 tunden 180 km zurücklegt? Formel und Rechnung! 1. tunde 55 km 2. tunde 75 km 3. tunde 50 km 180 km in 3 h Wie wirkt sich die Trägheit eines Körpers aus? Welche Maßeinheiten werden für Massen verwendet? 2.9 Nach welcher Formel kann die Dichte 2.10 eines toffes berechnet werden? DICHTE ??? 1 m 3 1 dm 3 1 cm 3 Wasser bei + 4 C MAE VOLUMEN Woran erkennt man die Größe der Masse eines Körpers? Was gibt die Dichte eines toffes an und wie heißen die Maßeinheiten? 5 cm 3 Eisen haben eine Masse von 39 g. Wie groß ist die Dichte von Eisen? Formel und Rechnung! 1 cm 3 1 cm 3 1 cm 3 1 cm 3 1 cm 3

2 2.2 chulbuch-eite chulbuch-eite 8 9 Meter pro ekunde (m/s) Kilometer pro tunde (km/h) 1 m/s = 3,6 km/h beschleunigte, gleichförmige und verzögerte Bewegung 2.4 chulbuch-eite chulbuch-eite 8 9 v = s : t = 180 km : 3 h = 60 km/h Geschwindigkeit = Weg : Zeit v = s : t 2.6 chulbuch-eite chulbuch-eite Die Größe der Masse eines Körpers erkennt man an seiner Trägheit und an der Gewichtskraft, die auf ihn wirkt. Die Dichte eines toffes gibt an, wie viel Masse 1 cm 3, 1 dm 3 oder 1 m 3 dieses toffes hat. Maßeinheiten der Dichte sind: g/cm 3, kg/dm 3 oder t/m 3. = m : V = 39 g : 5 cm 3 = 7,8 g/cm 3 chulbuch-eite Jeder Körper setzt einer Änderung seiner Geschwindigkeit oder seiner Bewegungsrichtung einen Widerstand entgegen. Dieser Widerstand ist die Trägheit. Dichte = Masse : Volumen = m : V (sprich: ro) chulbuch-eite Tonne Kilogramm Gramm t kg g chulbuch-eite chulbuch-eite 10 11

3 2.11 Wie groß ist a) die Dichte von Wasser? 2.12 Welche Arten von Kräften kann man unterscheiden? b) die Dichte von Ethanol? c) die Dichte von Aluminium? d) die Dichte von Eisen? N e) die Dichte von Quecksilber? 2.13 Welche Wirkungen kann eine Kraft 2.14 haben? Was ist 1 Newton? Was ist die Ursache für die Gewichtskraft? Welche Maßeinheiten werden für Kräfte verwendet? M? k?? m? Erde Unter welcher Bedingung fällt ein Körper um? tandfläche Wie lautet das Gesetz von Kraft und Gegenkraft? 2 N 2 N Welche Arten des Gleichgewichtes unterscheidet man? a) b) c) Wovon hängt die tandfestigkeit eines Körpers ab? a) b) c) Eisen Holz

4 2.12 chulbuch-eite chulbuch-eite Muskelkraft a) 1 g/cm 3 oder 1 kg/dm 3 oder 1 t/m 3 Gewichtskraft b) 0,79 g/cm 3 elastische Kraft c) 2,7 g/cm 3 Magnetkraft d) 7,87 g/cm 3 elektrische Kraft e) 13,55 g/cm chulbuch-eite chulbuch-eite Ein Newton ist annähernd die Kraft, mit der 100 g Masse zur Erde ziehen. Eine Kraft kann einen Körper verformen, in Bewegung setzen, abbremsen oder aus der Richtung bringen chulbuch-eite chulbuch-eite chulbuch-eite Zu jeder Kraft gibt es eine Gegenkraft, die gleich groß ist, aber in die entgegengesetzte Richtung wirkt. a) stabiles (sicheres) Gleichgewicht b) labiles (unsicheres) Gleichgewicht c) indifferentes (unbestimmtes) Gleichgewicht Die tandfestigkeit eines Körpers ist umso größer, a) je schwerer der Körper ist, b) je tiefer sein chwerpunkt liegt, c) je größer seine tandfläche ist. Mega- Kilo- Newton Millinewton newton newton MN kn N mn chulbuch-eite Ursache der Gewichtskraft ist die gegenseitige Anziehung zwischen Erde und Körper. chulbuch-eite chulbuch-eite Ein Körper fällt um, wenn sein chwerpunkt nicht mehr senkrecht über der tandfläche liegt.

5 2.21 Welche Arten der Reibung gibt es? 2.22 Welche Arten der Arbeit kann man unterscheiden? Öl Trommelbremse 2.23 Welche Maßeinheiten gibt es für die 2.24 mechanische Arbeit? Wie kann zb die Arbeit 1 Joule verrichtet werden? M? k?? Nach welcher Formel kann eine mechanische Arbeit berechnet werden? KRAFT ARBEIT WEG Was versteht man unter Leistung? Welche Arten der mechanischen Energie 2.30 unterscheidet man? Wie groß ist die Arbeit, wenn ein Körper mit 5 kg Masse 2 m hoch gehoben wird? Formel und Rechnung! 5 kg 2 m Was versteht man unter Energie? Wovon hängt die Größe einer Drehwirkung ab?

6 2.22 chulbuch-eite chulbuch-eite a) Hubarbeit b) Reibungsarbeit c) Verformungsarbeit d) Beschleunigungsarbeit 1. Haftreibung 2. Gleitreibung 3. Rollreibung 4. innere Reibung chulbuch-eite chulbuch-eite Die Arbeit 1 J wird zb verrichtet, wenn ein Körper, auf den eine Gewichtskraft von 1 N wirkt, 1 m hoch gehoben wird. Megajoule Kilojoule Joule MJ kj J 2.26 chulbuch-eite chulbuch-eite chulbuch-eite W = F s = 50 N 2 m = 100 Nm = 100 J Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. chulbuch-eite Eine Drehwirkung ist umso größer, je größer die wirkende Kraft und je länger der Kraftarm ist chulbuch-eite Unter Leistung versteht man die Arbeit, die in einer Zeiteinheit (1 s, 1 min, 1 h) verrichtet wird. chulbuch-eite Arten der mechanischen Energie sind: a) Lageenergie b) pannenergie Arbeit = Kraft mal Weg W = F s c) Bewegungsenergie

7 2.31 Nach welcher Formel kann ein Drehmoment berechnet werden? 2.32 Wie groß ist das Drehmoment, wenn die Kraft 10 N beträgt und der Kraftarm 5 cm lang ist? Formel und Rechnung! DREHMOMENT F = 10 N KRAFT KRAFTARM r = 5 cm 2.33 Unter welcher Bedingung herrscht an 2.34 einem Hebel Gleichgewicht? Welche Beispiele gibt es für zweiseitige und einseitige Hebel? r 1 = 20 cm r 2 = 10 cm F 1 = 2 N M 1 = 2 N x20 cm = 40 Ncm F 2 = 4 N M 2 = 4 N 10 xcm = 40 Ncm r 2 r 1 r 2 r Welche Gesetzmäßigkeiten gelten für feste und bewegliche Rollen? r 1 r 2 F 1 F 2 F 1 Welche Aggregatzustände können toffe haben? Wie erklärt man eine höhere Temperatur mit Hilfe der Teilchenvorstellung? r 1 r 2 F Welche Gesetzmäßigkeit gilt für Wellräder? r R F 1 F 2 Nenne zwei Beispiele für die Haarröhrchenwirkung? Tinte piritus Welche Geräte werden zur Messung der Temperatur verwendet?

8 chulbuch-eite chulbuch-eite M = F r = 10 N 5 cm = 50 Ncm Drehmoment = Kraft mal Kraftarm M = F r = 0,5 Nm chulbuch-eite chulbuch-eite Zange tange mit Auflage Nussknacker tange mit Drehpunkt am Ende An einem Hebel herrscht Gleichgewicht, wenn die Drehmomente an beiden Hebelarmen gleich groß sind. Kraft 1 Kraftarm 1 = Kraft 2 Kraftarm 2 Zweiseitige Hebelwerkzeuge Einseitige Hebelwerkzeuge F 1 r 1 = F 2 r chulbuch-eite chulbuch-eite chulbuch-eite Für Wellräder gilt: Kleine Kraft (F 2 ) mal großer Radius (R) ist große Kraft (F 1 ) mal kleiner Radius (r). augende Wirkung eines Handtuches und eines Dochtes Aufsteigen von Wasser in Mauern, in der Erde und in Pflanzen chulbuch-eite Flüssigkeitsthermometer (mit Quecksilber oder Alkohol) Bimetallthermometer feste Rolle: Kraft = Last Kraftweg = Lastweg bewegliche Rolle: Kraft = Last : 2 Kraftweg = Lastweg 2 chulbuch-eite a) gasförmiger Zustand Die Teilchen sind frei beweglich. b) flüssiger Zustand Die Teilchen sind gut beweglich. c) fester Zustand Die Teilchen schwingen um feste Plätze. chulbuch-eite Höhere Temperatur bedeutet in der Teilchenvorstellung, dass sich die Teilchen schneller bewegen.

9 2.41 Wie heißen die Maßeinheiten der Temperatur? 2.42 Wie sind die Fixpunkte der Temperatur in C und K festgelegt? C +100 C C 0 C Wie stark dehnen sich Wasser und Luft 2.44 beim Erwärmen um 100 C aus? 1 dm 3 1,02 dm 3 1 dm 3 1,36 dm 3 Was versteht man unter Druck? Beispiel: Druckkraft F = 18 N auf 9 cm 2 Druck p = 2 N/cm 2 0 C 100 C 0 C 100 C Wasser Luft 1 cm Wie groß ist der Druck, wenn eine 2.48 Druckkraft von 400 N auf eine Fläche von 10 cm 2 wirkt? 2.49 Welche Maßeinheiten verwendet man für den Druck? 1 m 2 1 N 10 N 1 cm 2 Welche Eigenschaften zeigt der hydrostatische Druck? N 10 N 10 cm Nach welcher Formel kann der Druck berechnet werden? DRUCK DRUCKKRAFT FLÄCHE Wie erreicht man einen Kraftvorteil bei einer hydraulischen Anlage? 40 N 10 N 10 N 10 N 10 N Wie groß ist der Gewichtsdruck von Wasser in einer bestimmten Tiefe? 10 N 1 l Wasser

10 chulbuch-eite chulbuch-eite absoluter Nullpunkt: 273 C = 0 K chmelzpunkt des Eises: 0 C = 273 K iedepunkt des Wassers: +100 C = 373 K 1 Grad Celsius (1 C) und 1 Kelvin (1 K) chulbuch-eite chulbuch-eite Unter Druck versteht man die Druckkraft, die auf eine Flächeneinheit (1 cm 2, 1 m 2 ) wirkt. Beim Erwärmen um 100 C dehnt sich 1 l Wasser um ca. 20 cm 3 aus, 1 l Luft um rund 366 cm 3 aus chulbuch-eite Druck = Druckkraft : Fläche p = F : A 2.47 chulbuch-eite chulbuch-eite Bei einer hydraulischen Anlage erreicht man einen Kraftvorteil, wenn in einer Flüssigkeit ein großer Druck auf einen kleinen Kolben wirkt und auf einen größeren Kolben übertragen wird chulbuch-eite Der Gewichtsdruck des Wassers in einer bestimmten Tiefe ist so groß wie die Gewichtskraft der (gedachten) Wassersäule über der Fläche. p = F : A = 400 N : 10 cm 2 = 40 N/cm 2 = 4 bar chulbuch-eite Maßeinheiten für den Druck sind a) 1 Pascal (Pa) = 1 N/m 2 und b) 1 Bar (bar) = N/m 2 = 10 N/cm 2 chulbuch-eite Eine Flüssigkeit drückt nach allen eiten. Der Druck nimmt mit der Tiefe zu.

11 2.51 Wie stark drückt Wasser in 10 m Tiefe auf 1 cm 2? 2.52 Wie lautet das archimedische Gesetz? Wassersäule h = 10 m V = cm 3 1 cm Wie kann sich ein Körper in einer Flüssigkeit verhalten? 2.54 Wodurch entsteht der Luftdruck? Auftriebskraft F A F A Ball F A Boot F G Gewichtskraft F G tein F A F G F G Wie stark drückt die Luft auf einen cm 2 großen aughaken? 2.59 Was hat der Physiker Torricelli über den Luftdruck herausgefunden? Vakuum 760 mm Bodendruck der Quecksilbersäule Luft Druck der Luft Welche Maßeinheiten verwendet man für den Luftdruck? Vakuum Luft Wie stark drückt die Luft in Meereshöhe auf 1 cm 2? Höhe der Luftsäule ca km 1 cm 2 Welche Messgeräte gibt es für den Luftdruck? Bei welchen Geräten werden Luftdruckunterschiede genutzt? Kolben

12 chulbuch-eite chulbuch-eite Der Auftrieb eines Körpers ist so groß wie das Gewicht der von ihm verdrängten Flüssigkeit. In 10 m Tiefe drückt Wasser auf 1 cm 2 mit einer Kraft von 10 N chulbuch-eite chulbuch-eite Der Luftdruck entsteht durch das Gewicht und die töße von frei beweglichen Luftteilchen. Ein Körper kann in einer Flüssigkeit aufsteigen, schweben oder untergehen: Regeln: Aufsteigen: F A > F G chweben: F A = F G Untergehen: F A < F G 2.56 chulbuch-eite In Meereshöhe drückt Luft auf jeden cm 2 mit einer Kraft von rund 10 N. Messgeräte für den Luftdruck sind das Quecksilberbarometer und das Dosenbarometer chulbuch-eite chulbuch-eite chulbuch-eite Trinkhalm augheber Injektionsspritze Brunnenpumpe Überlegung: chulbuch-eite Toricelli fand, dass der einseitig wir kende Luftdruck in Meereshöhe eine 760 mm hohe Quecksilbersäule im Gleichgewicht halten kann. a) Druckkraft auf 1 cm 2 : 10 N b) Druckkraft auf 5 cm 2 : 50 N chulbuch-eite Maßeinheiten für den Luftdruck sind: a) Millimeter Quecksilbersäule (mm Hg) b) Millibar (mbar) c) Hektopascal (hpa) 760 mm Hg = mbar = hpa

13 2.61 Mit welchem Gerät misst man Überdrücke? 2.62 Wovon hängt der trömungswiderstand ab? Röhrenfeder tromlinienform 1-mal 8-mal 20-mal 28-mal 2.63 Wie entsteht chall? 2.64 Wie groß ist die challgeschwindigkeit in Luft? aite timmgabel Blitz? in 1 s Donner In welchem Frequenzbereich liegen die 2.68 für uns hörbaren challschwin gungen? 2.69 Was gibt die Frequenz an? unhörbar hörbar unhörbar zb 30 khz zb 5 khz Unter welcher Bedingung steigt ein Ballon auf? Welcher Zusammenhang besteht zwischen Frequenz und Tonhöhe? Mit welchen Angaben können die untere Hörschwelle und die chmerzgrenze beim Hören angegeben werden? untere Hörschwelle:? Mikropascal oder? Dezibel chmerzgrenze:? Dezibel Welche Ursachen hat der Auftrieb bei einem Flugzeug? Querschnitt einer Tragfläche (Beispiel)

14 chulbuch-eite chulbuch-eite Der trömungswiderstand hängt ab von: a) der Dichte und Zähigkeit des trömungs mediums b) der trömungsgeschwindigkeit und c) der Größe der Querschnittsfläche des Körpers und seiner Gestalt Ein Messgerät für Überdrücke ist das Röhrenfedermanometer chulbuch-eite chulbuch-eite Die challgeschwindigkeit in Luft beträgt rund 340 m/s. (Das sind rund km/h.) chall entsteht durch rasche chwingungen eines elastischen Körpers chulbuch-eite hohe Töne hohe Frequenz tiefe Töne niedrige Frequenz untere Hörschwelle: 20 μpa oder 0 db chmerzgrenze: 120 db 2.67 chulbuch-eite chulbuch-eite chulbuch-eite Der Auftrieb bei einem Flugzeug entsteht durch die Gegenkraft der Luftablenkung an einer schräg gestellten Tragfläche, durch die Entstehung eines Überdrucks an der Unterseite und eines Unterdrucks an der Oberfläche der Tragfläche. chulbuch-eite Die Frequenz gibt an, wie viele chwingungen pro ekunde erfolgen. Wir hören nur chwingungen mit einer Frequenz von etwa 20 Hz bis Hz. chulbuch-eite Ein Ballon steigt auf, wenn die von ihm verdrängte Luft schwerer ist als er selbst (wenn die Auftriebskraft größer ist als die Gewichtskraft).

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