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Gefahr beim Überholen - Aufgabe (Animation)
Die Animation zeigt einen Überholvorgang, bei dem ein Zusammenstoß mit einem entgegenkommenden Fahrzeug droht.
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Zum DownloadGefahr beim Überholen - Lösung (Animation)
Die Animation zeigt die Unterteilung des Überholvorgangs in verschiedene Abschnitte.
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Zum DownloadVolumenbestimmung - Pneumatische Wanne (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau und die Funktionsweise einer pneumatischen Wanne.
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Zum DownloadPeriodische Bewegungen und Schwingungen (Animation)
Die Animation zeigt verschiedene periodische Bewegungen und Schwingungen.
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Zum DownloadBestimmung des Gleitreibungskoeffizienten (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Versuchs zur Bestimmung des Gleitreibungskoeffizienten mit einer schiefene…
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Zum DownloadBestimmung des Haftreibungskoeffizienten (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Versuchs zur Bestimmung des Haftreibungskoeffizienten mit einer schiefene…
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Zum DownloadBestimmung von Reibungskoeffizienten (Animation)
Die Animation zeigt den Aufbau, die Durchführung und die Beobachtungen des Versuchs zur Bestimmung von Reibungskoeffizienten mit einer schiefene…
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Zum DownloadFeder-Schwere-Pendel (Simulation)
Die Simulation wird zur Verfügung gestellt von: PhET Interactive Simulations University of Colorado…
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Zum DownloadPendel oder schiefe Ebene (Animation)
Die Animation zeigt das Auftreffen der drei Kugeln zu unterschiedlichen Zeitpunkten.
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Zum DownloadErddrehung (Animation)
Die Animation zeigt die Drehung der Erde.
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Zum DownloadFlüssigkeitspendel (Animation)
Die Animation zeigt die Bewegung eines Flüssigkeitspendels und einige Größen, die zur Beschreibung der Bewegung wichtig sind.
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Zum DownloadKettenpendel (Animation)
Die Animation zeigt die Bewegung eines Kettenpendels und einige Größen, die zur Beschreibung der Bewegung wichtig sind.
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Zum DownloadFadenpendel (Animation)
Die Animation zeigt die Bewegung eines Fadenpendels und einige Größen, die zur Beschreibung der Bewegung wichtig sind.
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Zum DownloadSkater in der Halfpipe (Animation)
Die Animation zeigt die Bewegung eines Skaters in einer Halfpipe und einige der zur Beschreibung wichtigen Größen.
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Zum DownloadKinderkarussell (Animation)
Die Animation zeigt die Drehung eines Kinderkarussells.
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Zum DownloadSkilanglauf (Animation)
Die Animation zeigt die Bewegung eines Skilangläufers.
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Zum DownloadWechselwirkung ungleich Gleichgewicht
- Wechselwirkungskräfte und Kräftegleichgewicht dürfen nicht verwechselt werden.
- Wechselwirkungskräfte greifen immer an zwei unterschiedlichen Körpern an, Kräfte im Gleichgewicht an einem einzigen Körper.
- Wechselwirkungskräfte treten immer auf, ein Kräftegleichgewicht kann nur vorliegen, muss aber nicht.
- Wechselwirkungskräfte und Kräftegleichgewicht dürfen nicht verwechselt werden.
- Wechselwirkungskräfte greifen immer an zwei unterschiedlichen Körpern an, Kräfte im Gleichgewicht an einem einzigen Körper.
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Wellen
- Wellen treten in verschiedensten Formen auf: Wasserwellen, Schallwellen, elektromagnetische Wellen
- Eine Welle ist eine räumliche und zeitliche Zustandsänderung physikalischer Größen, die meist nach bestimmten periodischen Gesetzmäßigkeiten erfolgt.
- Die Ausbreitung einer Welle ist ein Energietransport, aber kein Materialtransport.
- Wellen treten in verschiedensten Formen auf: Wasserwellen, Schallwellen, elektromagnetische Wellen
- Eine Welle ist eine räumliche und zeitliche Zustandsänderung physikalischer Größen, die meist nach bestimmten periodischen Gesetzmäßigkeiten erfolgt.
- Die Ausbreitung einer Welle ist ein Energietransport, aber kein Materialtransport.
Ablesen von Kraftmessern
- Verschiedene Kraftmesser haben einen unterschiedlichen Vollausschlag, z.B. 1N, 2,5N oder 5N.
- Beachte beim Ablesen von Kraftmessern, welche Kraft ein farblich markierter Abschnitt darstellt.
- Verschiedene Kraftmesser haben einen unterschiedlichen Vollausschlag, z.B. 1N, 2,5N oder 5N.
- Beachte beim Ablesen von Kraftmessern, welche Kraft ein farblich markierter Abschnitt darstellt.
Federpendel
- Ein horizontal bewegliches Federpendel mit einem Pendelkörper der Masse \(m\) und einer Feder mit der Federkonstante \(D\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = \hat{x} \cdot \cos \left( {{\omega} \cdot t} \right)\) mit \({\omega} = \sqrt {\frac{D}{m}}\)
- Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = 2\,\pi \cdot \sqrt {\frac{m}{D}}\); sie ist insbesondere unabhängig von der Amplitude \(\hat{x} \) der Schwingung.
- Ein horizontal bewegliches Federpendel mit einem Pendelkörper der Masse \(m\) und einer Feder mit der Federkonstante \(D\) schwingt harmonisch mit der Zeit-Ort-Funktion \(x(t) = \hat{x} \cdot \cos \left( {{\omega} \cdot t} \right)\) mit \({\omega} = \sqrt {\frac{D}{m}}\)
- Die Schwingungsdauer berechnet sich durch \(T = 2\,\pi \cdot \sqrt {\frac{m}{D}}\); sie ist insbesondere unabhängig von der Amplitude \(\hat{x} \) der Schwingung.
Charakterisierung der gleichförmigen Bewegung
- Bei gleichförmiger Bewegung wird in doppelter Zeit die doppelte Strecke zurückgelegt usw.
- Der Zeit-Weg-Graph einer gleichförmigen Bewegung ist eine Ursprungsgerade
- Es gilt \(s=v\cdot t\)
- Bei gleichförmiger Bewegung wird in doppelter Zeit die doppelte Strecke zurückgelegt usw.
- Der Zeit-Weg-Graph einer gleichförmigen Bewegung ist eine Ursprungsgerade
- Es gilt \(s=v\cdot t\)
Geschwindigkeit bei gleichförmiger Bewegung
- Die Geschwindigkeit einer gleichförmigen Bewegung ist konstant.
- Für die Geschwindigkeit einer gleichförmigen Bewegung gilt \(v=\frac{s}{t}\)
- Die Einheit der Geschwindigkeit ist \([v]=1\,\rm{\frac{m}{s}}\)
- Die Geschwindigkeit einer gleichförmigen Bewegung ist konstant.
- Für die Geschwindigkeit einer gleichförmigen Bewegung gilt \(v=\frac{s}{t}\)
- Die Einheit der Geschwindigkeit ist \([v]=1\,\rm{\frac{m}{s}}\)
Mittlere Geschwindigkeit
- Bei nicht gleichförmigen Bewegungen kann man die mittlere Geschwindigkeit (Durchschnittsgeschwindigkeit) angeben.
- Für die mittlere Geschwindigkeit \(\bar{v}\) in einer Zeitspanne \(t\) gilt: \(\bar{v}=\frac{s}{t}\)
- Bei nicht gleichförmigen Bewegungen kann man die mittlere Geschwindigkeit (Durchschnittsgeschwindigkeit) angeben.
- Für die mittlere Geschwindigkeit \(\bar{v}\) in einer Zeitspanne \(t\) gilt: \(\bar{v}=\frac{s}{t}\)
Beschleunigte Bewegung
- Bei einer beschleunigten Bewegung ändert sich die Geschwindigkeit des Körpers
- Bei einer beschleunigten Bewegung ändert sich die Geschwindigkeit des Körpers
Charakterisierung der gleichmäßig beschleunigten Bewegung
- Die Zeit-Weg-Funktion einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist eine quadratische Funktion, der Zeit-Weg-Graph also eine Parabel und eine Verdopplung der Zeit führt zu einer Vervierfachung des zurückgelegten Weges.
- Die Zeit-Geschwindigkeits-Funktion einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist eine lineare Funktion, der Zeit-Geschwindigkeits-Graph also eine Gerade und eine Verdopplung der Zeit führt zu einer Verdopplung der Geschwindigkeit.
- Die Zeit-Weg-Funktion einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist eine quadratische Funktion, der Zeit-Weg-Graph also eine Parabel und eine Verdopplung der Zeit führt zu einer Vervierfachung des zurückgelegten Weges.
- Die Zeit-Geschwindigkeits-Funktion einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist eine lineare Funktion, der Zeit-Geschwindigkeits-Graph also eine Gerade und eine Verdopplung der Zeit führt zu einer Verdopplung der Geschwindigkeit.
Beschleunigung bei gleichmäßig beschleunigter Bewegung
- Je größer der Öffnungsfaktor der Parabel im Zeit-Weg-Graph, desto größer ist die Beschleunigung des Körpers.
- Je steiler der Zeit-Geschwindigkeits-Graph, desto größer ist die Beschleunigung des Körpers.
- Für die Beschleunigung \(a\) aus der Ruhe heraus gilt: \(a=\frac{v}{t}\)
- Je größer der Öffnungsfaktor der Parabel im Zeit-Weg-Graph, desto größer ist die Beschleunigung des Körpers.
- Je steiler der Zeit-Geschwindigkeits-Graph, desto größer ist die Beschleunigung des Körpers.
- Für die Beschleunigung \(a\) aus der Ruhe heraus gilt: \(a=\frac{v}{t}\)
Mittlere Beschleunigung
- Die mittlere Beschleunigung \(\bar{a}\) (Durchschnittsbeschleunigung) ermöglicht den Vergleich von nicht gleichmäßigen Beschleunigungen.
- Wenn die Bewegung bei \(t=0\) aus der Ruhe beginnt, gilt für die mittlere Beschleunigung \(\bar{a}=\frac{v}{t}\)
- Die mittlere Beschleunigung \(\bar{a}\) (Durchschnittsbeschleunigung) ermöglicht den Vergleich von nicht gleichmäßigen Beschleunigungen.
- Wenn die Bewegung bei \(t=0\) aus der Ruhe beginnt, gilt für die mittlere Beschleunigung \(\bar{a}=\frac{v}{t}\)
Raketenphysik
- Der Antrieb von Raketen beruht auf dem Rückstoßprinzip beim Ausströmen des Treibstoffs aus der Rakete.
- Unter bestimmten Annahmen kann man die Geschwindigkeit und die Höhe der Rakete nach dem Ausströmen des gesamten Treibstoffs berechnen.
- Beide Größen sind unter anderem von der Ausströmgeschwindigkeit des Treibstoffs und dem Massenverhältnis von Rakete mit zu Rakete ohne Treibstoff abhängig.
- Der Antrieb von Raketen beruht auf dem Rückstoßprinzip beim Ausströmen des Treibstoffs aus der Rakete.
- Unter bestimmten Annahmen kann man die Geschwindigkeit und die Höhe der Rakete nach dem Ausströmen des gesamten Treibstoffs berechnen.
- Beide Größen sind unter anderem von der Ausströmgeschwindigkeit des Treibstoffs und dem Massenverhältnis von Rakete mit zu Rakete ohne Treibstoff abhängig.
Bewegungsgesetze der gleichmäßig beschleunigten Bewegung
- Bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist die Beschleunigung \(a\neq 0\).
- Das Zeit-Geschwindigkeit-Gesetz lautet bei Beschleunigung aus der Ruhe heraus \(v=a\cdot t\).
- Das Zeit-Ort-Gesetz lautet bei Beschleunigung aus der Ruhe heraus \(s=\frac{1}{2}a\cdot t^2\).
- Bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ist die Beschleunigung \(a\neq 0\).
- Das Zeit-Geschwindigkeit-Gesetz lautet bei Beschleunigung aus der Ruhe heraus \(v=a\cdot t\).
- Das Zeit-Ort-Gesetz lautet bei Beschleunigung aus der Ruhe heraus \(s=\frac{1}{2}a\cdot t^2\).
Potenzielle Energie im Gravitationsfeld
- Die potentielle Energie im Gravitationsfeld hängt von der Wahl des Nullpunktes der potentiellen Energie ab.
- Ist \(E_{{\rm{pot,Erde}}} = 0\), dann gilt \({E_{{\rm{pot}}}}(r) = G \cdot m \cdot M \cdot \left( {\frac{1}{{{r_{{\rm{Erde}}}}}} - \frac{1}{r}} \right)\text{ wobei }r \ge {r_{{\rm{Erde}}}}\)
- Typischer ist es, den Nullpunkt der potentiellen Energie ins Unendliche zu legen. Dann gilt \(E_{\rm{pot}}= -G \cdot m \cdot M \cdot \frac{1}{r}\text{ wobei } r \ge {r_{{\rm{Erde}}}}\)
- Die potentielle Energie im Gravitationsfeld hängt von der Wahl des Nullpunktes der potentiellen Energie ab.
- Ist \(E_{{\rm{pot,Erde}}} = 0\), dann gilt \({E_{{\rm{pot}}}}(r) = G \cdot m \cdot M \cdot \left( {\frac{1}{{{r_{{\rm{Erde}}}}}} - \frac{1}{r}} \right)\text{ wobei }r \ge {r_{{\rm{Erde}}}}\)
- Typischer ist es, den Nullpunkt der potentiellen Energie ins Unendliche zu legen. Dann gilt \(E_{\rm{pot}}= -G \cdot m \cdot M \cdot \frac{1}{r}\text{ wobei } r \ge {r_{{\rm{Erde}}}}\)