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Kernfusionsreaktor ITER (Abitur BY 2019 Ph12-2 A1)
In Südfrankreich wird seit 2007 der Kernfusionsreaktor ITER gebaut. Eine Reaktion, die dort stattfinden soll, ist die Fusion eines Deuteriumkerns…
Zur AufgabeIn Südfrankreich wird seit 2007 der Kernfusionsreaktor ITER gebaut. Eine Reaktion, die dort stattfinden soll, ist die Fusion eines Deuteriumkerns…
Zur AufgabeAufbau von Atomkernen
- Atomkerne bestehen aus Nukleonen. Dies sind entweder die elektrisch positiven Protonen und elektrische neutralen Neutronen.
- Die Kernladungs- oder Ordnungszahl \(Z\) gibt die Zahl der Protonen in einem Atomkern an und bestimmt, um welches Element es sich handelt.
- Jedes Element hat seine feste Kernladungszahl \(Z\), kann aber mehrere Isotope mit unterschiedlicher Neutronenzahlen \(N\) besitzen.
- Die Nukleonen- oder Massenzahl \(A=Z+N\) gibt die (ungefähre) Masse eines Atomkerns bzw. des ganzen Atoms in der Maßeinheit \(\rm{u}\) an.
- Zur eindeutigen Identifikation von Atomkernen nutzt man die Schreibweise\[_Z^A{\rm{X }} \buildrel \wedge \over = \;_{{\rm{Ordnungszahl}}}^{{\rm{Massenzahl}}}{\rm{Elementsymbol}},\;{\rm{alsoz}}.{\rm{B}}.\;_{\rm{6}}^{{\rm{14}}}{\rm{C}}\]
- Atomkerne bestehen aus Nukleonen. Dies sind entweder die elektrisch positiven Protonen und elektrische neutralen Neutronen.
- Die Kernladungs- oder Ordnungszahl \(Z\) gibt die Zahl der Protonen in einem Atomkern an und bestimmt, um welches Element es sich handelt.
- Jedes Element hat seine feste Kernladungszahl \(Z\), kann aber mehrere Isotope mit unterschiedlicher Neutronenzahlen \(N\) besitzen.
- Die Nukleonen- oder Massenzahl \(A=Z+N\) gibt die (ungefähre) Masse eines Atomkerns bzw. des ganzen Atoms in der Maßeinheit \(\rm{u}\) an.
- Zur eindeutigen Identifikation von Atomkernen nutzt man die Schreibweise\[_Z^A{\rm{X }} \buildrel \wedge \over = \;_{{\rm{Ordnungszahl}}}^{{\rm{Massenzahl}}}{\rm{Elementsymbol}},\;{\rm{alsoz}}.{\rm{B}}.\;_{\rm{6}}^{{\rm{14}}}{\rm{C}}\]
Nuklidkarte stabiler Kerne
- Verschiedene Atomkerne werden häufig in einer \(N\)-\(Z\)-Nuklidkarte dargestellt.
- Unterschiedliche Elemente stehen jeweils in verschiedenen Zeilen, Isotope des gleichen Elementes jeweils in der gleichen Zeile.
- Kleine, leichte Kerne besitzen ungefähr genau so viele Protonen wie Neutronen, bei großen, schweren Kernen ist die Zahl der Neutronen deutlich größer als die der Protonen.
- Verschiedene Atomkerne werden häufig in einer \(N\)-\(Z\)-Nuklidkarte dargestellt.
- Unterschiedliche Elemente stehen jeweils in verschiedenen Zeilen, Isotope des gleichen Elementes jeweils in der gleichen Zeile.
- Kleine, leichte Kerne besitzen ungefähr genau so viele Protonen wie Neutronen, bei großen, schweren Kernen ist die Zahl der Neutronen deutlich größer als die der Protonen.
Rauchmelder retten Leben (Abitur BY 2020 Ph12-2 A1)
Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Vereinfachter Aufbau eines Ionisationsrauchmelders.Rauchmelder sind seit 2018 in bayerischen Privathaushalten…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1 Vereinfachter Aufbau eines Ionisationsrauchmelders.Rauchmelder sind seit 2018 in bayerischen Privathaushalten…
Zur AufgabeWellenbad
Joachim Herz Stiftung Abb. 1. Skizze zur Aufgabe.In einem Schwimmbecken ist ein großer Gummiball eingebaut, der sich auf- und ab bewegt und so…
Zur AufgabeJoachim Herz Stiftung Abb. 1. Skizze zur Aufgabe.In einem Schwimmbecken ist ein großer Gummiball eingebaut, der sich auf- und ab bewegt und so…
Zur AufgabeTORRICELLI-Gleichung
- Die Austrittsgeschwindigkeit eines Wasserstrahls aus der Öffnung hängt nur vom Füllstand, nicht von seiner Form oder der Größe der Austrittsöffnung ab.
- .Für die Austrittsgeschwindigkeit gilt \(v = \sqrt{2 \cdot g \cdot h}\).
- Der Auftreffpunkt auf dem Boden kann idealisiert als waagerechter Wurf berechnet werden.
- Die Austrittsgeschwindigkeit eines Wasserstrahls aus der Öffnung hängt nur vom Füllstand, nicht von seiner Form oder der Größe der Austrittsöffnung ab.
- .Für die Austrittsgeschwindigkeit gilt \(v = \sqrt{2 \cdot g \cdot h}\).
- Der Auftreffpunkt auf dem Boden kann idealisiert als waagerechter Wurf berechnet werden.
Kavitation an der Schiffsschraube
me, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons Abb. 1 Durch Kavitation zerstörtes Laufrad einer FRANCIS-TurbineEin großes Problem in technischen…
Zur Aufgabeme, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons Abb. 1 Durch Kavitation zerstörtes Laufrad einer FRANCIS-TurbineEin großes Problem in technischen…
Zur AufgabeDruck-Rohrleitung
Ein großes Problem in technischen Anwendungen mit Fluiden stellt die Kavitation dar. Wird ein Fluid so stark beschleunigt, dass der Druck lokal unter…
Zur AufgabeEin großes Problem in technischen Anwendungen mit Fluiden stellt die Kavitation dar. Wird ein Fluid so stark beschleunigt, dass der Druck lokal unter…
Zur AufgabeAm Holzwerk
Am Tor eines Holzwerkes sind die Dichten verschiedener Holzarten für frisch gefällte Bäume angegeben: Fichte:…
Zur AufgabeAm Tor eines Holzwerkes sind die Dichten verschiedener Holzarten für frisch gefällte Bäume angegeben: Fichte:…
Zur AufgabeDruck - Formelumstellung
Um Aufgaben zum Druck zu lösen musst du häufig die Gleichung \({F_{\rm{D}}} = p \cdot A\) nach einer Größe auflösen, die unbekannt ist. Wie du das…
Zur AufgabeUm Aufgaben zum Druck zu lösen musst du häufig die Gleichung \({F_{\rm{D}}} = p \cdot A\) nach einer Größe auflösen, die unbekannt ist. Wie du das…
Zur AufgabeKugelfallviskosimeter
Mit dem Kugelfallviskosimeter kann die Viskosität NEWTONscher Flüssigkeiten oder Gase sehr genau bestimmt werden. Eine Kugel fällt in dem zu…
Zur AufgabeMit dem Kugelfallviskosimeter kann die Viskosität NEWTONscher Flüssigkeiten oder Gase sehr genau bestimmt werden. Eine Kugel fällt in dem zu…
Zur AufgabeSchwerdedruck - Formelumstellung
Um Aufgaben zum Schweredruck zu lösen musst du häufig die Gleichung \(p=\rho \cdot g \cdot h\) nach einer Größe, die unbekannt ist, auflösen. Wie du…
Zur AufgabeUm Aufgaben zum Schweredruck zu lösen musst du häufig die Gleichung \(p=\rho \cdot g \cdot h\) nach einer Größe, die unbekannt ist, auflösen. Wie du…
Zur AufgabeDynamischer Auftrieb und \(c_{\rm{A}}\)-Wert
- Ein nicht symmetrische bzw. nicht symmetrisch zu seiner Form angeströmter Körper erfährt einen dynamischen Auftrieb \(\vec{F}_{\rm{A}}\)
- Der dynamische Auftrieb entsteht im Zusammenspiel von verschiedenen anderen Effekten
- Es gilt \(F_{\rm{A}} = \frac{1}{2} \cdot c_{\rm{A}} \cdot \rho \cdot A \cdot v^2\), wobei \(A\) die Referenzfläche des Körpers und \(c_{\rm{A}}\) der Auftriebsbeiwert ist.
- Ein nicht symmetrische bzw. nicht symmetrisch zu seiner Form angeströmter Körper erfährt einen dynamischen Auftrieb \(\vec{F}_{\rm{A}}\)
- Der dynamische Auftrieb entsteht im Zusammenspiel von verschiedenen anderen Effekten
- Es gilt \(F_{\rm{A}} = \frac{1}{2} \cdot c_{\rm{A}} \cdot \rho \cdot A \cdot v^2\), wobei \(A\) die Referenzfläche des Körpers und \(c_{\rm{A}}\) der Auftriebsbeiwert ist.
Golf 7
Beim neuen Golf 7 wird ein \(c_{\rm{w}}\)-Wert von \(0{,}25\) und eine Stirnfläche von \(2{,}19\,\rm{m}^2\) angegeben. Die maximale Leermasse…
Zur AufgabeBeim neuen Golf 7 wird ein \(c_{\rm{w}}\)-Wert von \(0{,}25\) und eine Stirnfläche von \(2{,}19\,\rm{m}^2\) angegeben. Die maximale Leermasse…
Zur AufgabeStrömungswiderstand und \(c_{\rm{w}}\)-Wert
- Bewegt sich ein Körper relativ zu einem Fluid so erfährt der Körper eine entgegen der relativen Bewegungsrichtung gerichtete Kraft, den Strömungswiderstand \(\vec F_{\rm{w}}\).
- Für den Strömungswiderstand gilt \(F_{\rm{w}} = \frac{1}{2} \cdot c_{\rm{w}} \cdot \rho \cdot A \cdot v^2\)
- Die Größe \(c_{\rm{w}}\) ist der sog. Widerstandsbeiwert, kurz \(c_{\rm{w}}\)-Wert.
- Bewegt sich ein Körper relativ zu einem Fluid so erfährt der Körper eine entgegen der relativen Bewegungsrichtung gerichtete Kraft, den Strömungswiderstand \(\vec F_{\rm{w}}\).
- Für den Strömungswiderstand gilt \(F_{\rm{w}} = \frac{1}{2} \cdot c_{\rm{w}} \cdot \rho \cdot A \cdot v^2\)
- Die Größe \(c_{\rm{w}}\) ist der sog. Widerstandsbeiwert, kurz \(c_{\rm{w}}\)-Wert.
Physik des Fliegens
- Beim Fliegen spielt das Zusammenwirken von Auftriebskraft und Luftwiderstand die „tragende“ Rolle.
- Man unterscheidet Steigflug, Geradeausflug und Sinkflug.
- Abgesehen von kurzen Beschleunigungsphasen sind stets alle wirkenden Kräfte im Gleichgewicht.
- Beim Fliegen spielt das Zusammenwirken von Auftriebskraft und Luftwiderstand die „tragende“ Rolle.
- Man unterscheidet Steigflug, Geradeausflug und Sinkflug.
- Abgesehen von kurzen Beschleunigungsphasen sind stets alle wirkenden Kräfte im Gleichgewicht.
Segelflugzeug
Ein Segelflugzeug hat eine Gleitzahl von \(47\) bei einer Geschwindigkeit von \(100\,\frac{\rm{km}}{\rm{h}}\) und einer Flügelfläche von \(17{,}6…
Zur AufgabeEin Segelflugzeug hat eine Gleitzahl von \(47\) bei einer Geschwindigkeit von \(100\,\frac{\rm{km}}{\rm{h}}\) und einer Flügelfläche von \(17{,}6…
Zur AufgabeKleinflugzeug
Ein Kleinflugzeug hat folgende technische Daten: Tab. 1 Technische Daten eines Kleinflugzeugs Maximale…
Zur AufgabeEin Kleinflugzeug hat folgende technische Daten: Tab. 1 Technische Daten eines Kleinflugzeugs Maximale…
Zur AufgabePotentielle Energie im Wolkenkratzer
Olga1969, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons Abb. 1 One World Trade CenterDu bist in New York im Urlaub und besichtigst das One World Trade…
Zur AufgabeOlga1969, CC BY-SA 4.0, via Wikimedia Commons Abb. 1 One World Trade CenterDu bist in New York im Urlaub und besichtigst das One World Trade…
Zur AufgabePotentielle Energie - Formelumstellung
Um Aufgaben zur potentiellen Energie zu lösen musst du häufig die Gleichung \(E_{\rm{pot}} = m \cdot g \cdot h\) nach einer Größe, die unbekannt ist,…
Zur AufgabeUm Aufgaben zur potentiellen Energie zu lösen musst du häufig die Gleichung \(E_{\rm{pot}} = m \cdot g \cdot h\) nach einer Größe, die unbekannt ist,…
Zur AufgabeKinetische Energie - Formelumstellung
Um Aufgaben zur kinetischen Energie zu lösen musst du häufig die Gleichung \(E_{\rm{kin}} = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\) nach einer Größe, die…
Zur AufgabeUm Aufgaben zur kinetischen Energie zu lösen musst du häufig die Gleichung \(E_{\rm{kin}} = \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\) nach einer Größe, die…
Zur AufgabeSpannenergie - Formelumstellung
Um Aufgaben zur Spannenergie zu lösen musst du häufig die Gleichung \(E_{\rm{Spann}} = \frac{1}{2} \cdot D \cdot s^2\) nach einer Größe, die unbekannt…
Zur AufgabeUm Aufgaben zur Spannenergie zu lösen musst du häufig die Gleichung \(E_{\rm{Spann}} = \frac{1}{2} \cdot D \cdot s^2\) nach einer Größe, die unbekannt…
Zur AufgabeEnergie und ihre Eigenschaften
- Energietransport: Energie kann von einem Ort zu einem anderen transportiert werden.
- Energieübertragung: Energie kann von einem Körper oder einem System auf einen anderen Körper oder ein anderes System übertragen werden.
- Energieumwandlung: Energie kann von einer Form in eine andere Form umgewandelt werden.
- Energieerhaltung: Bei der Energieübertragung oder der Energieumwandlung geht keine Energie verloren und kommt keine Energie hinzu.
- Energieentwertung: Bei jeder Energieübertragung oder Energieumwandlung wird ein Teil der zu Beginn vorhandenen Energie entwertet.
- Energietransport: Energie kann von einem Ort zu einem anderen transportiert werden.
- Energieübertragung: Energie kann von einem Körper oder einem System auf einen anderen Körper oder ein anderes System übertragen werden.
- Energieumwandlung: Energie kann von einer Form in eine andere Form umgewandelt werden.
- Energieerhaltung: Bei der Energieübertragung oder der Energieumwandlung geht keine Energie verloren und kommt keine Energie hinzu.
- Energieentwertung: Bei jeder Energieübertragung oder Energieumwandlung wird ein Teil der zu Beginn vorhandenen Energie entwertet.
Energiebilanz beim Skifahren
Ein Skifahrer steht oben am Hang und fährt diesen hinunter, dabei wandelt er die zuvor durch Lift oder Steigarbeit gewonnene potentielle Energie…
Zur AufgabeEin Skifahrer steht oben am Hang und fährt diesen hinunter, dabei wandelt er die zuvor durch Lift oder Steigarbeit gewonnene potentielle Energie…
Zur AufgabeEnergiebilanz beim Federpendel
An eine ungedehnte Feder der Härte \(D\) wird ein Körper der Masse \(m\) angehängt und losgelassen. Es ergibt sich eine (harmonische) Schwingung. Wir…
Zur AufgabeAn eine ungedehnte Feder der Härte \(D\) wird ein Körper der Masse \(m\) angehängt und losgelassen. Es ergibt sich eine (harmonische) Schwingung. Wir…
Zur AufgabeWirkung einer Kraft als Zentripetalkraft
- Bewegt sich ein Körper auf einer Kreisbahn, dann müssen auf den Körper eine oder mehrere Kräfte (z.B. Seilkraft, Haftreibung, Gewichtskraft, Unterlagenkraft, ...) als Zentripetalkraft \(\vec F_{\rm{Z}}\) wirken.
- Wirkt nur eine einzige Kraft in Richtung des Bahnmittelpunktes, kann diese mit der Zentripetalkraft gleichgesetzt werden.
- Bewegt sich ein Körper auf einer Kreisbahn, dann müssen auf den Körper eine oder mehrere Kräfte (z.B. Seilkraft, Haftreibung, Gewichtskraft, Unterlagenkraft, ...) als Zentripetalkraft \(\vec F_{\rm{Z}}\) wirken.
- Wirkt nur eine einzige Kraft in Richtung des Bahnmittelpunktes, kann diese mit der Zentripetalkraft gleichgesetzt werden.
Schwingungsdauer eines Fadenpendels - Formelumstellung
Um Aufgaben zur Schwingungsdauer eines Fadenpendels zu lösen musst du häufig die Gleichung \(T = 2 \cdot \pi \cdot \sqrt {\frac{l}{g}} \) nach…
Zur AufgabeUm Aufgaben zur Schwingungsdauer eines Fadenpendels zu lösen musst du häufig die Gleichung \(T = 2 \cdot \pi \cdot \sqrt {\frac{l}{g}} \) nach…
Zur AufgabeSchwingungsdauer eines Feder-Schwere-Pendels - Formelumstellung
Um Aufgaben zur Schwingungsdauer eines Feder-Schwere-Pendels zu lösen musst du häufig die Gleichung \(T = 2 \cdot \pi \cdot \sqrt {\frac{m}{D}}…
Zur AufgabeUm Aufgaben zur Schwingungsdauer eines Feder-Schwere-Pendels zu lösen musst du häufig die Gleichung \(T = 2 \cdot \pi \cdot \sqrt {\frac{m}{D}}…
Zur Aufgabe