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

• 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.