Mithilfe der CK12-Simulation 'Fahrstuhl' kannst du untersuchen, warum eine Waage in einem Fahrstuhl nicht immer das korrekte 'Gewicht' anzeigt.

Wenn du wissen willst, wie viel du wiegst, stellst du dich im Normalfall auf eine Waage und liest das Anzeigeergebnis in Kilogramm ab. Der folgende Versuch zeigt  jedoch, dass der Wert, den die Waage anzeigt, nicht immer mit der physikalischen Größe ‘Masse’ identisch ist.

• Energieumwandlungsketten analysieren
• Beiträge einzelner Energieformen zur Gesamtenergie ermitteln
• Maximalwerte einzelner Energieformen im Zeitverlauf der Umwandlung bestimmen

Mit Hilfe dieser Simulation und der zugehörigen Arbeitsaufträge kannst du lernen, durch welche Beobachtungen man zum dritten KEPLERschen gelangt.

Mit Hilfe dieser Simulation und der zugehörigen Arbeitsaufträge kannst du lernen, durch welche Beobachtungen man zum ersten KEPLERschen gelangt.

Durch diesen Versuch erfährst du, wie man mit einfachen Mitteln eine Ellipse konstruiert.

Mit Hilfe dieser Simulation und der zugehörigen Arbeitsaufträge kannst du lernen, durch welche Beobachtungen man zum zweiten KEPLERschen gelangt.

• Informationen über die Flugbahn ablesen
• Abweichung der Flugbahn von einer geraden Linie bestimmen
• Problemlösung durch geometrische Betrachtungen einüben

• Flächeninterpretation der Arbeit anwenden
• Einfluss von Elastizität und Auslenkung eines Bogens auf die Spannenergie untersuchen

Der Versuch veranschaulicht in Diagrammform, dass Wechselwirkungskräfte immer gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet sind.

• Visualisierung des proportionalen Zusammenhangs von Dehnung und Kraft
• Interpretation der Geradensteigung als Federkonstante \(D\)
• Grafische Versuchsauswertung für zwei verschiedene Federn

• Aufnahme eines Dehnungs-Kraft-Diagramms bei einem Gummi.
• Untersuchung der Anwendbarkeit des Hookeschen Gesetzes.

• Diese Simulation zeigt einen einfachen Modellversuch zur Looping-Achterbahn. Sie ermöglicht die Beobachtung der wirkenden Kräfte und die Untersuchung der minimalen Starthöhe, die zum Durchlaufen des Loopings notwendig ist.

Mit der CK-12-Simulation 'Milchbar' kannst du den Einfluss verschiedener Größen auf die Rutschweite eines Glases untersuchen.

• Um einen Körper der Masse \(m\) an einem Ort mit dem Ortsfaktor \(g\) vom Nullniveau Erdboden auf eine Höhe \(h\) anzuheben benötigt man die Arbeit \(W=m \cdot g \cdot h\).
• Damit beträgt die potentielle Energie \(E_{\rm{pot}}\) des Systems "Erde-Körper" nach dem Anheben \(E_{\rm{pot}}=m \cdot g \cdot h\).

• Um einen Körper der Masse \(m\) aus der Ruhe auf eine Geschwindigkeit \(v\) zu beschleunigen benötigt man die Arbeit \(W= \frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\).
• Damit beträgt die kinetische Energie \(E_{\rm{kin}}\) eines Körpers nach dem Beschleunigen \(E_{\rm{kin}}=\frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\).

• Um eine Feder mit der Federkonstante \(D\) um eine Strecke der Länge \(s\) zu spannen benötigt man die Arbeit \(W= \frac{1}{2} \cdot D \cdot s^2\).
• Damit beträgt die Spannenergie \(E_{\rm{Spann}}\) einer Feder nach dem Spannen \(E_{\rm{Spann}}=\frac{1}{2} \cdot D \cdot s^2\).

• Die rücktreibende Kraft beim Fadenpendel kann auch über die Addition verschiedener Kräfte erklärt werden.
• Man kann die Kräfte sowohl aus einem ruhenden als auch aus einem mitbewegtem Bezugssystem betrachten.
• Dabei spielen neben der Gewichts- und der Fadenkraft auch noch die Zentripetal- bzw. die Zentrifugalkraft eine Rolle.

• Im Fall \({\omega_0}^2 = \delta^2\) ist die Schwingung stark gedämpft. Wir sprechen dann vom sogenannten aperiodische Grenzfall.
• Die Differentialgleichung \((*)\) für die Elongation \(x(t)\) des Körpers wird dann gelöst durch die Funktion \(x(t) = \hat{x} \cdot \left( {1 + \delta \cdot t} \right) \cdot {e^{ - \delta \cdot t}}\) mit \(\hat{x}=x_0\) und \(\delta = \frac{k}{2 \cdot m}\)

• Im Fall \({\omega_0}^2 < \delta^2\) ist die Schwingung stark gedämpft. Wir sprechen dann vom sogenannten Kriechfall.
• Die Differentialgleichung \((*)\) für die Elongation \(x(t)\) des Körpers wird dann gelöst durch die Funktion \(x(t) = \hat{x} \cdot \frac{1}{{2 \cdot \lambda }}\left( {\left( {\lambda + \delta } \right) \cdot {e^{\lambda \cdot t}} + \left( {\lambda - \delta } \right) \cdot {e^{ - \lambda \cdot t}}} \right) \cdot {e^{ - \delta \cdot t}}\) mit \(\hat{x}=x_0\), \(\lambda = \sqrt {{\delta ^2} - {\omega_0}^2}\), \(\omega_0=\sqrt{\frac{D}{m}}\) und \(\delta = \frac{k}{2 \cdot m}\)

• Auf Basis einer geeigneten Modellierung lässt sich der Fall eines Körpers mit STOKES-Reibung mit Hilfe der Methode der kleinen Schritte simulieren.

• Auf Basis einer geeigneten Modellierung lässt sich der Fall eines Körpers mit NEWTON-Reibung mit Hilfe der Methode der kleinen Schritte simulieren.