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Quiz zur Reibung (allgemein)

Aufgabe ( Quiz )
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Quiz zur Rollreibung

Aufgabe ( Quiz )
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Quiz zu t-s-Diagrammen und t-v-Diagrammen

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Quiz zur Spannenergie

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Quiz zum Sportevent auf dem Mars

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Quiz zu Stößen

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Quiz zu Überholvorgängen

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Quiz zum Umrechnen von Längeneinheiten Niveau 2 Typ A

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Quiz zum waagerechten Wurf (schwer)

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Quiz zum Wechselwirkungsgesetz

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Quiz zur gleichförmigen Bewegung (Weg, Zeit und Geschwindigkeit)

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Quiz zu Zeit-Orts-Diagrammen

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Quiz zum Umrechnen von Masseeinheiten

Aufgabe ( Quiz )
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Quiz zum Umrechnen von Volumeneinheiten

Aufgabe ( Quiz )
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Quiz zum Zeit-Weg-Gesetz der gleichförmigen Bewegung

Aufgabe ( Quiz )
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Bestimmung der Gravitationskonstante aus dem Ortsfaktor

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Genaue Messungen des Ortsfaktors ergeben in Deutschland für die Städte Hamburg \({g_{{\rm{HH}}}} = 9{,}813730\,\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{kg}}}}\), Köln…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Genaue Messungen des Ortsfaktors ergeben in Deutschland für die Städte Hamburg \({g_{{\rm{HH}}}} = 9{,}813730\,\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{kg}}}}\), Köln…

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Bestimmung von Masse und Dichte der Erde

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Henry CAVENDISH (1731 - 1810) gelang es im Jahr 1798 mit einer Gravitationswaage zum ersten Mal, den Wert der Gravitationskonstanten \(G\) ohne…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Henry CAVENDISH (1731 - 1810) gelang es im Jahr 1798 mit einer Gravitationswaage zum ersten Mal, den Wert der Gravitationskonstanten \(G\) ohne…

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Bestimmung der Jupitermasse

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Hast du dich schon einmal gefragt, wie Astrophysiker die Masse der Planeten unseres Sonnensystems bestimmen können? Wie man die Masse der Erde durch…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Hast du dich schon einmal gefragt, wie Astrophysiker die Masse der Planeten unseres Sonnensystems bestimmen können? Wie man die Masse der Erde durch…

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Gravitationskraft

Grundwissen

  • Die Gravitationskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) zwischen zwei punktförmigen Massen \(m_1\) und \(m_2\) liegt auf der Verbindungslinie der beiden Massen. Der Betrag \(F_{\rm{G}}\) der Gravitationskraft ist proportional zu den Massen \(m_1\) sowie \(m_2\) und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands \(r\) der Massen. Er berechnet sich durch \(F_{\rm{G}} = G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{{{r^2}}}\) mit der Gravitationskonstante \(G = 6{,}674 \cdot {10^{ - 11}}\,\frac{{{{\rm{m}}^3}}}{{{\rm{kg}} \cdot {{\rm{s}}^2}}}\).
  • Die Gravitationskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) auf eine punktförmige Masse \(m\) an der Erdoberfläche ist senkrecht zur Erdoberfläche gerichtet. Der Betrag \(F_{\rm{G}}\) der Gravitationskraft ist proportional zur Masse \(m\). Er berechnet sich durch \(F_{\rm{G}}=m \cdot g\). In der Praxis benutzen wir in Deutschland den Wert \(g = 9{,}81\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{kg}}}}\).

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Grundwissen

  • Die Gravitationskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) zwischen zwei punktförmigen Massen \(m_1\) und \(m_2\) liegt auf der Verbindungslinie der beiden Massen. Der Betrag \(F_{\rm{G}}\) der Gravitationskraft ist proportional zu den Massen \(m_1\) sowie \(m_2\) und umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstands \(r\) der Massen. Er berechnet sich durch \(F_{\rm{G}} = G \cdot \frac{m_1 \cdot m_2}{{{r^2}}}\) mit der Gravitationskonstante \(G = 6{,}674 \cdot {10^{ - 11}}\,\frac{{{{\rm{m}}^3}}}{{{\rm{kg}} \cdot {{\rm{s}}^2}}}\).
  • Die Gravitationskraft \(\vec F_{\rm{G}}\) auf eine punktförmige Masse \(m\) an der Erdoberfläche ist senkrecht zur Erdoberfläche gerichtet. Der Betrag \(F_{\rm{G}}\) der Gravitationskraft ist proportional zur Masse \(m\). Er berechnet sich durch \(F_{\rm{G}}=m \cdot g\). In der Praxis benutzen wir in Deutschland den Wert \(g = 9{,}81\frac{{\rm{N}}}{{{\rm{kg}}}}\).

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Stabile Kreisbahnen

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Warum bleiben z.B. der Mond, ein geostationärer Satellit oder die Raumstation ISS auf ihrer festen Umlaufbahn und bewegen sich nicht näher oder weiter…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Warum bleiben z.B. der Mond, ein geostationärer Satellit oder die Raumstation ISS auf ihrer festen Umlaufbahn und bewegen sich nicht näher oder weiter…

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Energieentwertung durch Reibung

Grundwissen

  • Bei der Betrachtung von mechanischen Systemen wird die Reibung oft vernachlässigt.
  • In realen Systemen tritt (außer im Weltraum) allerdings immer Reibung auf.
  • Das Auftreten von Reibung ist mit einer irreversiblen Energieentwertung verbunden.

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Grundwissen

  • Bei der Betrachtung von mechanischen Systemen wird die Reibung oft vernachlässigt.
  • In realen Systemen tritt (außer im Weltraum) allerdings immer Reibung auf.
  • Das Auftreten von Reibung ist mit einer irreversiblen Energieentwertung verbunden.

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Stabile Kreisbahnen im Gravitationsfeld

Grundwissen

Bewegt sich ein Trabant auf einer stabilen Kreisbahn im Gravitationsfeld eines Zentralkörpers, dann beträgt

  • die potenzielle Energie des Systems Zentralkörper-Trabant \({E_{{\rm{pot}}}}\left( r \right) =  - G \cdot m \cdot M \cdot \frac{1}{r}\)
  • die kinetische Energie des Trabanten \({E_{{\rm{kin}}}} = \frac{1}{2} \cdot \left| {{E_{{\rm{pot}}}}} \right|\)
  • die Gesamtenergie des Systems Zentralkörper-Trabant \({E_{{\rm{ges}}}} = {\frac{1}{2} \cdot {E_{{\rm{pot}}}}}\)

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Grundwissen

Bewegt sich ein Trabant auf einer stabilen Kreisbahn im Gravitationsfeld eines Zentralkörpers, dann beträgt

  • die potenzielle Energie des Systems Zentralkörper-Trabant \({E_{{\rm{pot}}}}\left( r \right) =  - G \cdot m \cdot M \cdot \frac{1}{r}\)
  • die kinetische Energie des Trabanten \({E_{{\rm{kin}}}} = \frac{1}{2} \cdot \left| {{E_{{\rm{pot}}}}} \right|\)
  • die Gesamtenergie des Systems Zentralkörper-Trabant \({E_{{\rm{ges}}}} = {\frac{1}{2} \cdot {E_{{\rm{pot}}}}}\)

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Erste kosmische Geschwindigkeit

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Als erste kosmische Geschwindigkeit \(v_1\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper horizontal von der Erdoberfläche abgeschossen…

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Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Als erste kosmische Geschwindigkeit \(v_1\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper horizontal von der Erdoberfläche abgeschossen…

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Abschuss mit der ersten kosmischen Geschwindigkeit

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Als erste kosmische Geschwindigkeit \(v_1\) bezeichnet man bekanntlich diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper horizontal von der Erdoberfläche…

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Als erste kosmische Geschwindigkeit \(v_1\) bezeichnet man bekanntlich diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper horizontal von der Erdoberfläche…

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Zweite kosmische Geschwindigkeit

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Als zweite kosmische Geschwindigkeit \(v_2\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper vertikal von der Erdoberfläche abgeschossen…

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Als zweite kosmische Geschwindigkeit \(v_2\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper vertikal von der Erdoberfläche abgeschossen…

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Dritte kosmische Geschwindigkeit

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Als dritte kosmische Geschwindigkeit \(v_3\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper von der Erdoberfläche abgeschossen werden…

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Als dritte kosmische Geschwindigkeit \(v_3\) bezeichnet man diejenige Geschwindigkeit, mit der ein Körper von der Erdoberfläche abgeschossen werden…

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Arbeit im Weg-Kraft-Diagramm

Grundwissen

  • Die Formel $W=F\cdot s$ zur Berechnung der Arbeit gilt nur, wenn die wirkende Kraft konstant ist.
  • Ändern sich die wirkenden Kräfte hilft die Interpretation von Arbeit als Fläche im Weg-Kraft-Diagramm.

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Grundwissen

  • Die Formel $W=F\cdot s$ zur Berechnung der Arbeit gilt nur, wenn die wirkende Kraft konstant ist.
  • Ändern sich die wirkenden Kräfte hilft die Interpretation von Arbeit als Fläche im Weg-Kraft-Diagramm.

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Radfahrer in der Halfpipe mit Reibung

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Radfahrer: CC O via Wikimedia Commons Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeEin BMX-Fahrer wagt den Sprung in die in Abb. 1…

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Radfahrer: CC O via Wikimedia Commons Joachim Herz Stiftung Abb. 1 Skizze zur AufgabeEin BMX-Fahrer wagt den Sprung in die in Abb. 1…

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Satellit in der Erdumlaufbahn

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Ein Satellit der Masse \(500\,\rm{kg}\) befindet sich auf einer Kreisbahn in \(400\,\rm{km}\) Höhe über der Erdoberfläche. …

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Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Ein Satellit der Masse \(500\,\rm{kg}\) befindet sich auf einer Kreisbahn in \(400\,\rm{km}\) Höhe über der Erdoberfläche. …

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Kreisbahn um die Erde

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

CC-BY-SA 2.0 Generic /Sir Isaac Newton Abb. 1 Newtons Zeichnung vom Zusammenhang zwischen Wurfbewegung und SatellitenbewegungUnsere Erfahrung…

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CC-BY-SA 2.0 Generic /Sir Isaac Newton Abb. 1 Newtons Zeichnung vom Zusammenhang zwischen Wurfbewegung und SatellitenbewegungUnsere Erfahrung…

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