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Bogenschießen (CK-12-Simulation)
Die Simulation wird zur Verfügung gestellt von https://www.ck12.org. https://www.ck12.org Lizenz:…
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Zum DownloadÜbersicht über die Strömungslehre
- Die Strömungslehre beschäftigt sich mit der Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen.
- Dabei unterscheidet man die Bewegung von Flüssigkeiten (Hydrodynamik) und die von Gasen (Aerodynamik).
- Die Strömungslehre hat vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im Alltag.
- Die Strömungslehre beschäftigt sich mit der Bewegung von Flüssigkeiten und Gasen.
- Dabei unterscheidet man die Bewegung von Flüssigkeiten (Hydrodynamik) und die von Gasen (Aerodynamik).
- Die Strömungslehre hat vielfältige Anwendungsmöglichkeiten im Alltag.
2. Newtonsches Gesetz (Aktionsprinzip)
- Wirkt auf einen Körper eine resultierende Kraft \(\vec{F}\), so wird der Körper in die Richtung der Kraft beschleunigt.
- Es gilt \(\vec{F}=m\cdot \vec{a}=m\cdot \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\)
- Die Einheit der Kraft ist 1 Newton: \(\left[ F \right] = \left[ m \right] \cdot \left[ a \right] = 1\,{\rm{kg}} \cdot 1\,\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{kg}} \cdot \frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{N}}\)
- Wirkt auf einen Körper eine resultierende Kraft \(\vec{F}\), so wird der Körper in die Richtung der Kraft beschleunigt.
- Es gilt \(\vec{F}=m\cdot \vec{a}=m\cdot \frac{\Delta \vec{v}}{\Delta t}\)
- Die Einheit der Kraft ist 1 Newton: \(\left[ F \right] = \left[ m \right] \cdot \left[ a \right] = 1\,{\rm{kg}} \cdot 1\,\frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{kg}} \cdot \frac{{\rm{m}}}{{{{\rm{s}}^{\rm{2}}}}} = 1\,{\rm{N}}\)
Reibung in technischen Anwendungen
a) Erläutere, worauf aus physikalischer Sicht die segensreiche Wirkung des Anti-Blockier-Systems (ABS) besteht,…
Zur Aufgabea) Erläutere, worauf aus physikalischer Sicht die segensreiche Wirkung des Anti-Blockier-Systems (ABS) besteht,…
Zur AufgabeGrößen zur Beschreibung von Strömungen
- Zentrale Größen zur Beschreibung von Strömungen sind die Geschwindigkeit\(v\), der Druck \(p\), die Dichte \(\rho\), die Temperatur \(T\) und die dynamische Viskosität \(\eta\).
- Zentrale Größen zur Beschreibung von Strömungen sind die Geschwindigkeit\(v\), der Druck \(p\), die Dichte \(\rho\), die Temperatur \(T\) und die dynamische Viskosität \(\eta\).
Kontinuitätsgleichungen
- Die Größe \(\frac{m}{t}=\rho\cdot v\cdot A\) bzw. infinitesimal \(\frac{dm}{dt}=\dot{m}\) bezeichnet man als Massenstrom.
- Bei einer stationären Strömung ist wegen der Massenerhaltung der Massenstrom \(\dot{m}=\frac{m}{t}=\rho \cdot A \cdot v\) an allen Querschnittsflächen konstant.
- Bei inkompressiblen Fluiden ist der Massenstrom \(\dot{m}\) proportional zum Volumenstrom \(\dot{V}\). Der Proportionalitätsfaktor ist die Dichte \(\rho\) des inkompressiblen Fluids.
- Die Größe \(\frac{m}{t}=\rho\cdot v\cdot A\) bzw. infinitesimal \(\frac{dm}{dt}=\dot{m}\) bezeichnet man als Massenstrom.
- Bei einer stationären Strömung ist wegen der Massenerhaltung der Massenstrom \(\dot{m}=\frac{m}{t}=\rho \cdot A \cdot v\) an allen Querschnittsflächen konstant.
- Bei inkompressiblen Fluiden ist der Massenstrom \(\dot{m}\) proportional zum Volumenstrom \(\dot{V}\). Der Proportionalitätsfaktor ist die Dichte \(\rho\) des inkompressiblen Fluids.
BERNOULLI-Gleichung
- Die BERNOULLI-Gleichung liefert einen Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit \(v\) und Druck \(p\).
- Die BERNOULLI-Gleichung bei stationärer, verlustfreier Strömung eines inkompressiblen Fluides ist \(\rho \cdot g \cdot h+\frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 + p=\rm{konst.}\).
- Die Summe der potentiellen Energie, der kinetischen Energie und der Druckenergie (also der verrichteten Arbeit) entlang der Stromröhre ist erhalten.
- Die BERNOULLI-Gleichung liefert einen Zusammenhang zwischen Strömungsgeschwindigkeit \(v\) und Druck \(p\).
- Die BERNOULLI-Gleichung bei stationärer, verlustfreier Strömung eines inkompressiblen Fluides ist \(\rho \cdot g \cdot h+\frac{1}{2} \cdot \rho \cdot v^2 + p=\rm{konst.}\).
- Die Summe der potentiellen Energie, der kinetischen Energie und der Druckenergie (also der verrichteten Arbeit) entlang der Stromröhre ist erhalten.
Geschwindigkeit am Gartenschlauch
Ein Wasserhahn liefert einen Volumenstrom \(\dot{V} = 6{,}0\,{\frac{\ell}{\rm{min}}}\). Der angeschlossenen Gartenschlauch hat einen Innendurchmesser…
Zur AufgabeEin Wasserhahn liefert einen Volumenstrom \(\dot{V} = 6{,}0\,{\frac{\ell}{\rm{min}}}\). Der angeschlossenen Gartenschlauch hat einen Innendurchmesser…
Zur AufgabeHebebühne in der Autowerkstatt
CC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Prinzip einer hydraulischen HebebühneDie hydraulische Hebebühne ist ein…
Zur AufgabeCC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Prinzip einer hydraulischen HebebühneDie hydraulische Hebebühne ist ein…
Zur AufgabeWasserturm und Wasserdruck
CC BY-SA, via Wikimedia Commons Oberlausitzerin64 Abb. 1 Der historische Wasserturm in Mannheim wurde schon 1886-1889 erbaut, hat eine…
Zur AufgabeCC BY-SA, via Wikimedia Commons Oberlausitzerin64 Abb. 1 Der historische Wasserturm in Mannheim wurde schon 1886-1889 erbaut, hat eine…
Zur AufgabeDruck an der Staumauer
CC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungHinweis: Nur für Lernende lösbar, die integrieren…
Zur AufgabeCC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabenstellungHinweis: Nur für Lernende lösbar, die integrieren…
Zur AufgabeGeschwindigkeitsmessung mit dem VENTURI-Rohr
CC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 VENTURI-Rohr zur GeschwindigkeitsmessungMit einem VENTURI-Rohr mit den…
Zur AufgabeCC-BY-NC 4.0 / Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 VENTURI-Rohr zur GeschwindigkeitsmessungMit einem VENTURI-Rohr mit den…
Zur AufgabeGeschwindigkeitsmessung mit dem PRANDTL-Rohr
CC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Geschwindigkeitsmessung mit dem PRANDTL-RohrMit einem PRANDTL-Rohr wird eine…
Zur AufgabeCC-BY-NC 4.0 Benedikt Flurl, Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Geschwindigkeitsmessung mit dem PRANDTL-RohrMit einem PRANDTL-Rohr wird eine…
Zur AufgabeGrößen zur Beschreibung einer Kreisbewegung
- Das (Dreh-)Zentrum \(Z\) ist der Mittelpunkt der Kreisbahn.
- Der Bahnradius \(r\) ist die (konstant bleibende) Entfernung des Körpers zum Drehzentrum.
- Die Umlaufdauer \(T\) gibt an, wie lange ein Körper für einen vollständigen Umlauf der Kreisbahn benötigt.
- Die Frequenz \(f\) ist der Kehrwert der Umlaufdauer: \(f=\frac{1}{T}\). Sie gibt an, wie viele Umläufe ein Körper pro Zeiteinheit absolviert.
- Mit \(s\) bezeichnen wir die Länge der (Bahn-)Strecke, die der Körper seit dem Start der Kreisbewegung auf der Kreisbahn zurückgelegt hat.
- Mit \(\varphi\) bezeichnen wir die Weite des Drehwinkels, den der Bahnradius seit dem Start der Kreisbewegung überstrichen hat.
- Winkel werden bei der Beschreibung von Kreisbewegungen meist im Bogenmaß angegeben. Eine volle Umdrehung von \(360^\circ\) entspricht im Bogenmaß dem Wert \(2\pi\)
- Es gilt \(s = \varphi \cdot r \quad {\rm{bzw.}} \quad \varphi = \frac{s}{r}\)
- Das (Dreh-)Zentrum \(Z\) ist der Mittelpunkt der Kreisbahn.
- Der Bahnradius \(r\) ist die (konstant bleibende) Entfernung des Körpers zum Drehzentrum.
- Die Umlaufdauer \(T\) gibt an, wie lange ein Körper für einen vollständigen Umlauf der Kreisbahn benötigt.
- Die Frequenz \(f\) ist der Kehrwert der Umlaufdauer: \(f=\frac{1}{T}\). Sie gibt an, wie viele Umläufe ein Körper pro Zeiteinheit absolviert.
- Mit \(s\) bezeichnen wir die Länge der (Bahn-)Strecke, die der Körper seit dem Start der Kreisbewegung auf der Kreisbahn zurückgelegt hat.
- Mit \(\varphi\) bezeichnen wir die Weite des Drehwinkels, den der Bahnradius seit dem Start der Kreisbewegung überstrichen hat.
- Winkel werden bei der Beschreibung von Kreisbewegungen meist im Bogenmaß angegeben. Eine volle Umdrehung von \(360^\circ\) entspricht im Bogenmaß dem Wert \(2\pi\)
- Es gilt \(s = \varphi \cdot r \quad {\rm{bzw.}} \quad \varphi = \frac{s}{r}\)
Umlaufdauer und Rotationsfrequenz am Hochrad
Ein Hochrad wie in Abb. 1 hat zwei Räder mit unterschiedlichen Durchmessern. Das große Vorderrad hat meist einen Durchmesser…
Zur AufgabeEin Hochrad wie in Abb. 1 hat zwei Räder mit unterschiedlichen Durchmessern. Das große Vorderrad hat meist einen Durchmesser…
Zur AufgabeAutotür
Gefährlich kann es werden, wenn man beim Autofahren merkt, dass eine Tür nicht richtig geschlossen ist und dann versucht diese nochmal während der…
Zur AufgabeGefährlich kann es werden, wenn man beim Autofahren merkt, dass eine Tür nicht richtig geschlossen ist und dann versucht diese nochmal während der…
Zur AufgabeModell einer Loopingbahn (Simulation)
Diese Simulation zeigt einen einfachen Modellversuch zur Looping-Achterbahn. Um allzu komplizierte Berechnungen zu vermeiden, wird eine Kreisform…
Zum DownloadDiese Simulation zeigt einen einfachen Modellversuch zur Looping-Achterbahn. Um allzu komplizierte Berechnungen zu vermeiden, wird eine Kreisform…
Zum DownloadMilchbar (CK-12-Simulation)
Die Simulation wird zur Verfügung gestellt von https://www.ck12.org. https://www.ck12.org Lizenz:…
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Zum DownloadSinken, Schweben, Steigen, Schwimmen
- Das Zusammenspiel von Gewichtskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) eines Körpers und seiner Auftriebskraft \(\vec F_{\rm{A}}\) im Medium bestimmen, ob der Körper sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt.
- Beim Schwimmen taucht ein Körpers gerade so weit in ein Medium ein, sodass gilt \({F_{\rm{A}}} = {F_{\rm{G}}}\).
- Das Zusammenspiel von Gewichtskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) eines Körpers und seiner Auftriebskraft \(\vec F_{\rm{A}}\) im Medium bestimmen, ob der Körper sinkt, schwebt, steigt oder schwimmt.
- Beim Schwimmen taucht ein Körpers gerade so weit in ein Medium ein, sodass gilt \({F_{\rm{A}}} = {F_{\rm{G}}}\).
Was sind Quanten oder was sind sie nicht? (Interaktives Tafelbild)
Quanten-, Wellen- und Teilchenphänomene am Mach-Zehnder-Interferometer Im Tafelbild werden Quanten als ein neues physikalisches Modell vorgestellt,…
Zum DownloadQuanten-, Wellen- und Teilchenphänomene am Mach-Zehnder-Interferometer Im Tafelbild werden Quanten als ein neues physikalisches Modell vorgestellt,…
Zum DownloadDer Messprozess am Doppelspaltexperiment (Interaktives Tafelbild)
Im Tafelbild werden wesentliche Merkmale des Messprozesses in der Quantenphysik vermittelt: Eindeutigkeit der Messergebnisse, statistischer Charakter…
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Zum DownloadDas Qubit: Baustein der Quanteninformation (Interaktives Tafelbild)
Superposition von Zuständen, die Zustandsfunktion und ihrestochastische Interpretation Schwerpunkt dieses Tafelbildes ist das…
Zum DownloadSuperposition von Zuständen, die Zustandsfunktion und ihrestochastische Interpretation Schwerpunkt dieses Tafelbildes ist das…
Zum DownloadQuantenkryptographie mit dem BB84-Protokoll (Interaktives Tafelbild)
Das Superpositionsprinzip und der Messprozess der Quantenphysik werden in den anwendungsorientierten Kontext der Quantenkryptographie…
Zum DownloadDas Superpositionsprinzip und der Messprozess der Quantenphysik werden in den anwendungsorientierten Kontext der Quantenkryptographie…
Zum DownloadDas Qubit im Quantencomputer (Interaktives Tafelbild)
Quantenphysikalische Phänomene als Grundlage quantenparalleler Rechnungen Das Tafelbild führt das Phänomen der Verschränkung ein und stellt die…
Zum DownloadQuantenphysikalische Phänomene als Grundlage quantenparalleler Rechnungen Das Tafelbild führt das Phänomen der Verschränkung ein und stellt die…
Zum DownloadNobelpreis 1921 für die Deutung des Photoeffekts (Abitur BY 2021 Ph 12-1 A1)
Für seine 1905 veröffentliche Deutung des Photoeffektes wurde Albert Einstein mit dem Nobelpreis für das Jahr 1921 ausgezeichnet. Bereits Ende des 19.…
Zur AufgabeFür seine 1905 veröffentliche Deutung des Photoeffektes wurde Albert Einstein mit dem Nobelpreis für das Jahr 1921 ausgezeichnet. Bereits Ende des 19.…
Zur AufgabeEigenschaften von Quantenobjekten (Abitur BY 2021 Ph 12-2 A1)
Quanteneigenschaften von Elektronen können mithilfe der Elektronenbeugungsröhre nachgewiesen werden. …
Zur AufgabeQuanteneigenschaften von Elektronen können mithilfe der Elektronenbeugungsröhre nachgewiesen werden. …
Zur Aufgabede-BROGLIE-Wellenlänge - Formelumstellung (Animation)
Die Animation zeigt das schrittweise Auflösen der Formel für die de-BROGLIE-Wellenlänge nach den vier in der Formel auftretenden Größen.
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Zum Downloadde-BROGLIE-Wellenlänge - Formelumstellung
Um Aufgaben zur de-BROGLIE-Wellenlänge zu lösen musst du häufig die Gleichung nach einer Größe auflösen, die unbekannt ist. Wie du das machen kannst,…
Zur AufgabeUm Aufgaben zur de-BROGLIE-Wellenlänge zu lösen musst du häufig die Gleichung nach einer Größe auflösen, die unbekannt ist. Wie du das machen kannst,…
Zur AufgabeBeschleunigungsspannung und de-BROGLIE-Wellenlänge (klassisch)
In einem Experiment werden Elektronen mit einer Beschleunigungsspannung von \(U_{\rm{B}} = 2{,}50\,\rm{kV}\) beschleunigt. …
Zur AufgabeIn einem Experiment werden Elektronen mit einer Beschleunigungsspannung von \(U_{\rm{B}} = 2{,}50\,\rm{kV}\) beschleunigt. …
Zur AufgabeMACH-ZEHNDER-Interferometer (Simulation MintApps)
Wir danken Herrn Thomas Kippenberg für die Erlaubnis, diese Simulation auf LEIFIphysik zu nutzen. Der Code steht unter GNU GPLv3 /…
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