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Gegenüberstellung von Reihen- und Parallelschaltung - interaktive Version

Aufgabe ( Übungsaufgaben )
Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Wellenbad

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1. Skizze zur Aufgabe.In einem Schwimmbecken ist ein großer Gummiball eingebaut, der sich auf- und ab bewegt und so…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Abb. 1. Skizze zur Aufgabe.In einem Schwimmbecken ist ein großer Gummiball eingebaut, der sich auf- und ab bewegt und so…

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TORRICELLI-Gleichung

Grundwissen

  • 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.

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Grundwissen

  • 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.

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Kavitation an der Schiffsschraube

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

me, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons Abb. 1 Durch Kavitation zerstörtes Laufrad einer FRANCIS-TurbineEin großes Problem in technischen…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

me, CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons Abb. 1 Durch Kavitation zerstörtes Laufrad einer FRANCIS-TurbineEin großes Problem in technischen…

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Druck-Rohrleitung

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein großes Problem in technischen Anwendungen mit Fluiden stellt die Kavitation dar. Wird ein Fluid so stark beschleunigt, dass der Druck lokal unter…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein großes Problem in technischen Anwendungen mit Fluiden stellt die Kavitation dar. Wird ein Fluid so stark beschleunigt, dass der Druck lokal unter…

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Am Holzwerk

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Am Tor eines Holzwerkes sind die Dichten verschiedener Holzarten für frisch gefällte Bäume angegeben: Fichte:…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Am Tor eines Holzwerkes sind die Dichten verschiedener Holzarten für frisch gefällte Bäume angegeben: Fichte:…

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Druck - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

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…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

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…

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Kugelfallviskosimeter

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Mit dem Kugelfallviskosimeter kann die Viskosität NEWTONscher Flüssigkeiten oder Gase sehr genau bestimmt werden. Eine Kugel fällt in dem zu…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Mit dem Kugelfallviskosimeter kann die Viskosität NEWTONscher Flüssigkeiten oder Gase sehr genau bestimmt werden. Eine Kugel fällt in dem zu…

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OHMsches Gesetz - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben zum OHMschen Gesetz zu lösen musst du häufig die Gleichung \(U = R \cdot I\) nach einer Größe, die unbekannt ist, auflösen. Wie du das…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben zum OHMschen Gesetz zu lösen musst du häufig die Gleichung \(U = R \cdot I\) nach einer Größe, die unbekannt ist, auflösen. Wie du das…

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Schwerdedruck - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

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…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

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…

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Dynamischer Auftrieb und \(c_{\rm{A}}\)-Wert

Grundwissen

  • 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.

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Grundwissen

  • 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.

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Golf 7

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

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…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

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…

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BRAGG-Gleichung - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben zur BRAGG-Gleichung zu lösen musst du häufig die Gleichung \(k \cdot \lambda = 2 \cdot d \cdot \sin\left(\theta_n\right)\) nach einer…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben zur BRAGG-Gleichung zu lösen musst du häufig die Gleichung \(k \cdot \lambda = 2 \cdot d \cdot \sin\left(\theta_n\right)\) nach einer…

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Strömungswiderstand und \(c_{\rm{w}}\)-Wert

Grundwissen

  • 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.

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Grundwissen

  • 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.

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Segelflugzeug

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein Segelflugzeug hat eine Gleitzahl von \(47\) bei einer Geschwindigkeit von \(100\,\frac{\rm{km}}{\rm{h}}\) und einer Flügelfläche von \(17{,}6…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein Segelflugzeug hat eine Gleitzahl von \(47\) bei einer Geschwindigkeit von \(100\,\frac{\rm{km}}{\rm{h}}\) und einer Flügelfläche von \(17{,}6…

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Kleinflugzeug

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein Kleinflugzeug hat folgende technische Daten: Tab. 1 Technische Daten eines Kleinflugzeugs Maximale…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein Kleinflugzeug hat folgende technische Daten: Tab. 1 Technische Daten eines Kleinflugzeugs Maximale…

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Erklärquiz: Stromkreiselemente

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Widerstand, Stromstärke und Spannung an einem ohmschen Bauteil

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Durch ein Bauteil, das einen ohmschen Widerstand darstellt, fließt bei einer Spannung von \(24{,}0\,\rm{V}\) ein Strom von…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Durch ein Bauteil, das einen ohmschen Widerstand darstellt, fließt bei einer Spannung von \(24{,}0\,\rm{V}\) ein Strom von…

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Transformator an der Steckdose

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Die Primärspule eines idealen Transformators hat \(N_{\rm{P}}=500\) Windungen, die Sekundärspule nur \(N_{\rm{S}}=250\) Windungen. Du schließt den…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Die Primärspule eines idealen Transformators hat \(N_{\rm{P}}=500\) Windungen, die Sekundärspule nur \(N_{\rm{S}}=250\) Windungen. Du schließt den…

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Einfache Parallelschaltungen

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

a) In einer Parallelschaltung mit zwei Widerständen beträgt \(𝑅_{1}=20\,\Omega\) und…

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a) In einer Parallelschaltung mit zwei Widerständen beträgt \(𝑅_{1}=20\,\Omega\) und…

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Bestimmungen am Massenspektrometer

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Simulation eines Massenspektrometers nach Bainbridge

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Simulation eines Massenspektrometers nach Bainbridge

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Gefahr durch Strom und Körperwiderstand

Grundwissen

  • Strom kann für den Menschen schon ab ca. \(30\,\rm{mA}\) tödlich sein.
  • Wechselstrom ist gefährlicher als Gleichstrom.
  • Der Körperwiderstand liegt mit Übergangswiderständen der Haut im Bereich von \(1\)-\(5\,\rm{k}\Omega\), je nach Weg durch den Körper.

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Grundwissen

  • Strom kann für den Menschen schon ab ca. \(30\,\rm{mA}\) tödlich sein.
  • Wechselstrom ist gefährlicher als Gleichstrom.
  • Der Körperwiderstand liegt mit Übergangswiderständen der Haut im Bereich von \(1\)-\(5\,\rm{k}\Omega\), je nach Weg durch den Körper.

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Einfache Reihenschaltung

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

a) Joachim Herz Stiftung Abb. 1…

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a) Joachim Herz Stiftung Abb. 1…

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Zerfallsgesetz, Zerfallskonstante und Halbwertszeit

Grundwissen

  • Für den Bestand \(N\) der zum Zeitpunkt \(t\) noch nicht zerfallenden Atomkerne gilt \(N(t) = {N_0} \cdot {e^{ - \lambda  \cdot t}}\) mit der Zerfallskonstanten \(\lambda\).
  • Für die Aktivität \(A\) zum Zeitpunkt \(t\) gilt \(A(t) = {A_0} \cdot {e^{ - \lambda  \cdot t}} = \lambda  \cdot {N_0} \cdot {e^{ - \lambda  \cdot t}}\).
  • Die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) ist die Zeitspanne, in der sich die Anzahl der nicht zerfallenen Atomkerne eines radioaktiven Präparats halbiert.
  • Zwischen der Zerfallskonstanten \(\lambda\) und der Halbwertszeit \({T_{1/2}}\) besteht der Zusammenhang \(\lambda  = \frac{{\ln \left( 2 \right)}}{{{T_{1/2}}}}\).

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Grundwissen

  • Für den Bestand \(N\) der zum Zeitpunkt \(t\) noch nicht zerfallenden Atomkerne gilt \(N(t) = {N_0} \cdot {e^{ - \lambda  \cdot t}}\) mit der Zerfallskonstanten \(\lambda\).
  • Für die Aktivität \(A\) zum Zeitpunkt \(t\) gilt \(A(t) = {A_0} \cdot {e^{ - \lambda  \cdot t}} = \lambda  \cdot {N_0} \cdot {e^{ - \lambda  \cdot t}}\).
  • Die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) ist die Zeitspanne, in der sich die Anzahl der nicht zerfallenen Atomkerne eines radioaktiven Präparats halbiert.
  • Zwischen der Zerfallskonstanten \(\lambda\) und der Halbwertszeit \({T_{1/2}}\) besteht der Zusammenhang \(\lambda  = \frac{{\ln \left( 2 \right)}}{{{T_{1/2}}}}\).

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Auswerten von Zerfallskurven

Grundwissen

  • Aus Messwerten vom Zerfall eines radioaktiven Präparates kannst du mit verschiedenen Methoden z.B. die Anfangsaktivität \(A_0\), die Zerfallskonstante \(\lambda\) und die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) bestimmen.
  • Welche Methode du wählst hängt von der Aufgabenstellung und den vorhandenen technischen Hilfsmitteln wie GTR oder Tabellenkalkulation ab.

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  • Aus Messwerten vom Zerfall eines radioaktiven Präparates kannst du mit verschiedenen Methoden z.B. die Anfangsaktivität \(A_0\), die Zerfallskonstante \(\lambda\) und die Halbwertszeit \(T_{1/2}\) bestimmen.
  • Welche Methode du wählst hängt von der Aufgabenstellung und den vorhandenen technischen Hilfsmitteln wie GTR oder Tabellenkalkulation ab.

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Aufbau von Atomkernen

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Zerfallsgesetz - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

a) Das Kobaltisotop Co-60 ist ein \(\beta^-\)-Strahler mit der Halbwertszeit \(5{,}3\,\rm{a}\). Ein…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

a) Das Kobaltisotop Co-60 ist ein \(\beta^-\)-Strahler mit der Halbwertszeit \(5{,}3\,\rm{a}\). Ein…

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Zerfall des Kobaltisotiops Co-60

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Das Kobaltisotop Co-60 ist ein \(\beta^-\)-Strahler mit der Halbwertszeit \(5{,}3\,\rm{a}\). Ein radioaktives Präparat soll \(1{,}0\,\rm{\mu g}\)…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Das Kobaltisotop Co-60 ist ein \(\beta^-\)-Strahler mit der Halbwertszeit \(5{,}3\,\rm{a}\). Ein radioaktives Präparat soll \(1{,}0\,\rm{\mu g}\)…

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Zerfallsgesetz, Zerfallskonstante und Halbwertszeit

Aufgabe ( Quiz )
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20 Jahre LEIFIphysik: Physikunterricht zum Wettbewerb

Grundwissen

Der LEIFIphysik-Fotowettbewerb ist eine gute Gelegenheit, um über Physik in der Welt um uns herum zu sprechen und diese im Rahmen eines physikalischen Spaziergangs zu entdecken. Das geht auch direkt im Physikunterricht. Auf dieser Seite findet sich ein Vorschlag zum Ablauf.

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Der LEIFIphysik-Fotowettbewerb ist eine gute Gelegenheit, um über Physik in der Welt um uns herum zu sprechen und diese im Rahmen eines physikalischen Spaziergangs zu entdecken. Das geht auch direkt im Physikunterricht. Auf dieser Seite findet sich ein Vorschlag zum Ablauf.

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