Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form. Auszug aus: Kopiervorlagen Mechanik (2) Das komplette Material finden Sie hier:

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1 Unterrichtsmaterialien in digitaler und in gedruckter Form Auszug aus: Kopiervorlagen Mechanik (2) Das komplette Material finden Sie hier: School-Scout.de

2 Inhaltsverzeichnis Hinweise zur Arbeit mit den Kopiervorlagen Mechanische Arbeit, Energie und Leistung Blatt 1: Mechanische Arbeit ( ) Blatt 2: Mechanische Arbeit (2) Blatt 3: Mechanische Energie ( ) Blatt 4: Mechanische Energie (2) Blatt 5: Mechanische Arbeit und Leistung ( ) Blatt 6: Mechanische Arbeit und Leistung (2) Blatt 7: Der Wirkungsgrad Newtonsche Gesetze und Gravitationsgesetz Blatt 8: Das Trägheitsgesetz ( ) Blatt 9: Das Trägheitsgesetz (2) Blatt 10: Newtonsches Grundgesetz ( ) Blatt 11: Newtonsches Grundgesetz (2) Blatt 12: Sicherheitsgurt und Airbag Blatt 13: Ermittlung der Beschleunigung eines Körpers Blatt 14: Das Wechselwirkungsgesetz Blatt 15: Die Kreisbewegung Blatt 16: Kräfte bei der Kreisbewegung Blatt 17: Das Gravitationsgesetz ( ) Blatt 18: Das Gravitationsgesetz (2) Mechanische Schwingungen und Wellen Blatt 19: Mechanische Schwingungen Blatt 20: Kenngrößen einer mechanischen Schwingung Blatt 21: Gedämpfte und ungedämpfte Schwingungen Blatt 22: Energieumwandlungen bei Schwingungen Blatt 23: Der Federschwinger Blatt 24: Ermittlung der Federkonstanten Blatt 25: Das Fadenpendel Blatt 26: Das Hemmungspendel Blatt 27: Resonanz von gekoppelten Pendeln Blatt 28: Schallschwingungen Blatt 29: Schall wird erzeugt, übertragen und empfangen Blatt 30: Schall und Lärm Blatt 31: Mechanische Wellen

3 Blatt 32: Kenngrößen einer mechanischen Welle Blatt 33: Eigenschaften mechanischer Wellen Blatt 34: Wellenlänge von Schallwellen Energie in Natur und Technik Blatt 35: Energieformen und Energieträger ( ) Blatt 36: Energieformen und Energieträger (2) Blatt 37: Energieumwandlungen Blatt 38: Energie und Achterbahn Blatt 39: Energie und Raumfähren Blatt 40: Energie im Alltag Blatt 41: Kraftwerke im Vergleich ( ) Blatt 42: Kraftwerke im Vergleich (2) Blatt 43: Regenerative Energien ( ) Blatt 44: Regenerative Energien (2) Blatt 45: Der Wirkungsgrad Blatt 46: Der Wirkungsgrad eines Tauchsieders Bildquellenverzeichnis adpic Bildagentur/M. Baumann: 63/ ; AEG GmbH: 83/6; AEG Hausgeräte GmbH: 83/7; Katrin Bahro, Berlin: 83/3; Corel Photos Inc.: 5/, 5/3, 79/ ; Cornelsen Experimenta: 83/ 0; Euro Speedway Lausitz: 73/ ; Fotolia/M. Kosmal: 83/8; Held, Alfred, Falkensee: 9/5; IStockphotoI/Andrey Popov: 73/2; Koppers, Thomas, Witten: 73/3; G. Liesenberg: 65/, 83/ ; Lufthansa-Bildarchiv: 9/2; H. Mahler, Fotograf, Berlin: 2 / ; Chris Sorensen/Messe Berlin GmbH und BDLI: 5/2; Meyer, L., Potsdam: 9/3, 83/2; Adam Opel AG: 3 / ; panthermedia/b. Reitz-Hofmann: 83/5; Photo Disc Inc.: 9/4, 9/6, 4 /, 4 /2, 65/2, 65/3; 8 / ; Pitopia/ Ludger Vorfeld, 2006: 35/ ; Raum, B., Neuenhagen: 9/, Siemens AG/München: 83/4, 83/9; Volkswagen AG: 27/4

4 Hinweise zur Arbeit mit den Kopiervorlagen Die vorliegenden Kopiervorlagen enthalten Aufgabenblätter zu den Themen - Mechanische Arbeit, Energie und Leistung, - Newtonsche Gesetze und Gravitationsgesetz, - Mechanische Schwingungen und Wellen sowie - Energie in Natur und Technik. Die Aufgabenblätter können im Physikunterricht der verschiedenen Klassenstufen und Schultypen sowie in Arbeitsgemeinschaften genutzt werden. Das Aufgabenangebot orientiert sich am Kompetenzerwerb der Schülerinnen und Schüler. Es ermöglicht den Erwerb von fachbezogenen und prozessbezogenen Kompetenzen. Die Kopiervorlagen sind variantenreich gestaltet und bieten Aufgaben mit unterschiedlichem Anforderungsniveau, aber auch mit unterschiedlicher Anforderungsstruktur. Dadurch ist ein differenzierter Einsatz der Aufgaben möglich, und Schülerinnen und Schüler können individuell gefördert werden. Die Formulierung der Aufgaben zielt auch auf eine Entwicklung der Sprachkompetenz ab. So werden bei Aufgabenstellungen bewusst solche Operatoren verwendet, die z. B. zum Beschreiben, Begründen, Erklären, Vergleichen oder Interpretieren auffordern. Eine große Anzahl von Experimenten ermöglicht ein selbstständiges Experimentieren der Schüler im Unterricht. Kopiervorlagen dieser Art unterstützen einen handlungsorientierten und schülerbezogenen Unterricht. Einige der vorliegenden Experimente können auch als Hausexperimente durchgeführt werden. Je nach Aufgabenstellung sind die Anleitungen unterschiedlich ausführlich formuliert. Die ausführlichen Anleitungen orientieren sich an den Schritten Vorbereitung, Durchführung und Auswertung eines Experiments. Sie sind weitgehend einheitlich gestaltet. Beobachtungen und Messwerte können in Abhängigkeit vom Inhalt des Experiments im Schritt Durchführung in übersichtlicher Form erfasst werden (z. B. Messwertetabellen). Die Kopiervorlagen geben Hilfe, Unterstützung und Anregungen für die Gestaltung des Unterrichts. Sie ergänzen das Aufgabenangebot in Lehrbüchern und methodischen Handreichungen. Im laufenden Unterricht können die Kopiervorlagen zur Übung, Wiederholung, Systematisierung und Festigung eingesetzt werden, sind aber auch bei der Vorbereitung der Schüler auf Leistungskontrollen und Prüfungen nützlich. Viele Experimente eignen sich zur selbstständigen Erarbeitung neuen Wissens.

5 Name: Klasse: 1 Kopiervorlage Mechanische Arbeit (I) 1. Die Bilder zeigen Beispiele, bei denen Kräfte wirken. Gib für jeden Fall an, ob mechanische Arbeit verrichtet wird! Begründe! a) 2. b) c) a) Nach welcher Gleichung kann man die mechanische Arbeit berechnen? Nenne die Bedeutung der drei Größen und die Gültigkeitsbedingungen für die Gleichung! b) Bei welchen der skizzierten Beispiele ist die Gleichung anwendbar, bei welchen nicht? Begründe deine Aussagen! I) II) DUDEN PAETEC GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. Internet: III) 5

6 1 Lösung Mechanische Arbeit (I) 1. Die Bilder zeigen Beispiele, bei denen Kräfte wirken. Gib für jeden Fall an, ob mechanische Arbeit verrichtet wird! Begründe! a) b) c) Eine Arbeit wird verrichtet, Es wird Arbeit verrichtet, Es wird keine Arbeit verrichtet, weil die Boote unter dem weil durch Kräfte das Flugzeug weil zwar Kräfte wirken, aber Einfluss von Kräften bewegt beschleunigt wird. kein Weg zurückgelegt werden. 2. wird. a) Nach welcher Gleichung kann man die mechanische Arbeit berechnen? Nenne die Bedeutung der drei Größen und die Gültigkeitsbedingungen für die Gleichung! W=F s Dabei bedeuten W die mechanische Arbeit, F die wirkende Kraft und s der zurückgelegte Weg. Die Gleichung ist nur anwendbar, wenn die Kraft konstant ist und in Richtung des Wegs wirkt. b) Bei welchen der skizzierten Beispiele ist die Gleichung anwendbar, bei welchen nicht? Begründe deine Aussagen! 6 I) II) III) Die Gleichung ist nicht Die Gleichung ist anwendbar, Die Gleichung ist nicht anwendbar, weil die Kraft nicht weil die Kraft in Richtung des anwendbar, weil die Kraft in Richtung des Wegs wirkt. Wegs wirkt. nicht konstant ist. DUDEN PAETEC GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. Internet:

7 N a m e : K l a s s e : K o p i e r v o r l a g e 2 Mechanische Arbeit (II) 1. Ein Kran hebt verschiedene Lasten vom Boden aus in unterschiedliche Höhen. Vergleiche die verrichtete Arbeit jewiels in den Fällen A und B miteinander! Begründe! a) b) c) 2. Beim Heben verschiedener Körper sind einige Angaben bekannt. Ergänze in der Tabelle die fehlenden Werte! Masse m erforderliche Hubkraft F Höhe h verrichtete Arbeit W a) 250 N 1,5 m b) 2 kg 25 m c) 400 g 50 cm d) 60 kn 30 cm e) 8 m Nm f) 1,2 t Nm 3. Ein Gewichtheber hebt eine schwere Hantel vom Fußboden in eine bestimmte Höhe. a) Welche Art von Arbeit verrichtet der Gewichtheber? b) Wie groß ist die von ihm verrichtete Arbeit, wenn die Hantel eine Masse von 120 kg hat und um 1,20 m gehoben wird? DUDEN PAETEC GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. Internet: 7

8 2 L ö s u n g Mechanische Arbeit (II) 1. Ein Kran hebt verschiedene Lasten vom Boden aus in unterschiedliche Höhen. Vergleiche die verrichtete Arbeit jewiels in den Fällen A und B miteinander! Begründe! a) b) c) W A = W B W A > W B W A < W B Bei B ist die Höhe doppelt so Bei gleicher Last ist die Höhe Bei gleicher Höhe ist die Last groß, die Last nur halb so im Fall A größer. im Fall B größer. groß. 2. Beim Heben verschiedener Körper sind einige Angaben bekannt. Ergänze in der Tabelle die fehlenden Werte! Masse m erforderliche Hubkraft F Höhe h verrichtete Arbeit W a) 25 kg 250 N 1,5 m 375 Nm b) 2 kg 20 N 25 m 500 Nm c) 400 g 4 N 50 cm 2 Nm d) kg 60 kn 30 cm Nm e) 15 kg 150 N 8 m Nm f) 1,2 t N 0,7 m Nm 3. Ein Gewichtheber hebt eine schwere Hantel vom Fußboden in eine bestimmte Höhe. a) Welche Art von Arbeit verrichtet der Gewichtheber? Er verrichtet Hubarbeit. b) Wie groß ist die von ihm verrichtete Arbeit, wenn die Hantel eine Masse von 120 kg hat und um 1,20 m gehoben wird? Gesucht: W Gegeben: m = 120 kg s = 1,80 m W = F s W = N 1,80 m W = Nm 8 DUDEN PAETEC GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. Internet:

9 Name: Klasse: 3 Kopiervorlage Mechanische Energie (I) 1. Auf den Bildern sind Körper dargestellt. Welche Energieformen besitzen die jeweiligen Körper? a) 2. c) Welche Energieumwandlungen vollziehen sich bei den dargestellten Vorgängen? a) 3. b) b) c) Gleich schwere Kisten sind vom Boden in einzelne Felder eines Regals gehoben worden. In welchen Fällen ist die Lageenergie gleich? Antworte so: E1A = E2C. E1A = E2C DUDEN PAETEC GmbH, Berlin. Alle Rechte vorbehalten. Internet: 9

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