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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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Physik des Fliegens

Grundwissen

  • Beim Fliegen spielt das Zusammenwirken von Auftriebskraft und Luftwiderstand die „tragende“ Rolle.
  • Man unterscheidet Steigflug, Geradeausflug und Sinkflug.
  • Abgesehen von kurzen Beschleunigungsphasen sind stets alle wirkenden Kräfte im Gleichgewicht.

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Grundwissen

  • Beim Fliegen spielt das Zusammenwirken von Auftriebskraft und Luftwiderstand die „tragende“ Rolle.
  • Man unterscheidet Steigflug, Geradeausflug und Sinkflug.
  • Abgesehen von kurzen Beschleunigungsphasen sind stets alle wirkenden Kräfte im Gleichgewicht.

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Potentielle Energie - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben zur potentiellen Energie zu lösen musst du häufig die Gleichung \(E_{\rm{pot}} = m \cdot g \cdot h\) nach einer Größe, die unbekannt ist,…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben zur potentiellen Energie zu lösen musst du häufig die Gleichung \(E_{\rm{pot}} = m \cdot g \cdot h\) nach einer Größe, die unbekannt ist,…

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Wiegen im Weltall mittels SLAMMD

Ausblick
Ausblick

Energiebilanz beim Skifahren

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein Skifahrer steht oben am Hang und fährt diesen hinunter, dabei wandelt er die zuvor durch Lift oder Steigarbeit gewonnene potentielle Energie…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Ein Skifahrer steht oben am Hang und fährt diesen hinunter, dabei wandelt er die zuvor durch Lift oder Steigarbeit gewonnene potentielle Energie…

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Theoretische Herleitung der Formel für die kinetische Energie

Ausblick

  • 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 \(E_{\rm{kin}}=\frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\).

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Ausblick

  • 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 \(E_{\rm{kin}}=\frac{1}{2} \cdot m \cdot v^2\).

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Wirkung einer Kraft als Zentripetalkraft

Grundwissen

  • Bewegt sich ein Körper auf einer Kreisbahn, dann müssen auf den Körper eine oder mehrere Kräfte (z.B. Seilkraft, Haftreibung, Gewichtskraft, Unterlagenkraft, ...) als Zentripetalkraft \(\vec F_{\rm{Z}}\) wirken.
  • Wirkt nur eine einzige Kraft in Richtung des Bahnmittelpunktes, kann diese mit der Zentripetalkraft gleichgesetzt werden.

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Grundwissen

  • Bewegt sich ein Körper auf einer Kreisbahn, dann müssen auf den Körper eine oder mehrere Kräfte (z.B. Seilkraft, Haftreibung, Gewichtskraft, Unterlagenkraft, ...) als Zentripetalkraft \(\vec F_{\rm{Z}}\) wirken.
  • Wirkt nur eine einzige Kraft in Richtung des Bahnmittelpunktes, kann diese mit der Zentripetalkraft gleichgesetzt werden.

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Schwingungsdauer eines Federpendels - Formelumstellung

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben zur Schwingungsdauer eines Federpendels zu lösen musst du häufig die Gleichung \(T = 2 \cdot \pi  \cdot \sqrt {\frac{m}{D}} \) nach…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Um Aufgaben zur Schwingungsdauer eines Federpendels zu lösen musst du häufig die Gleichung \(T = 2 \cdot \pi  \cdot \sqrt {\frac{m}{D}} \) nach…

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Quiz zur Formel für den Betrag der Zentripetalkraft mit Bahngeschwindigkeit

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Zentripetalkraft als resultierende Kraft

Grundwissen

  • Bei Kreisbewegungen wirken oft mehrere Kräfte zusammen.
  • Die Gesamtkraft dieser Kräfte muss zum Drehzentrum bzw. einer Drehachse hin gerichtet sein.
  • Die Gesamtkraft dieser Kräfte muss exakt den Betrag \(F_{\rm{Z}}\) haben, der für die Kreisbewegung bei bekannten Werten für \(m\), \(r\) und \(v\) bzw. \(\omega\) benötigt wird.
  • Der Betrag der Gesamtkraft kann durch Vektorielle Addition der einzelnen Kräfte bestimmt werden.

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Grundwissen

  • Bei Kreisbewegungen wirken oft mehrere Kräfte zusammen.
  • Die Gesamtkraft dieser Kräfte muss zum Drehzentrum bzw. einer Drehachse hin gerichtet sein.
  • Die Gesamtkraft dieser Kräfte muss exakt den Betrag \(F_{\rm{Z}}\) haben, der für die Kreisbewegung bei bekannten Werten für \(m\), \(r\) und \(v\) bzw. \(\omega\) benötigt wird.
  • Der Betrag der Gesamtkraft kann durch Vektorielle Addition der einzelnen Kräfte bestimmt werden.

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Kreisbewegung unter Einfluss zusätzlicher Kräfte

Grundwissen

  • In manchen Problemstellungen müssen bei der Bestimmung der Zentripetalkraft auch zusätzlich wirkende Kräfte berücksichtigt werden.
  • Je nachdem, in welche Richtung die zusätzliche Kraft wirkt, müssen verschiedene Fälle unterschieden werden.
  • Soll die Kreisbewegung trotz zusätzlich wirkender Kräfte unverändert aufrecht erhalten bleiben, müssen die zusätzlich wirkenden Kräfte entsprechend kompensiert werden.

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Grundwissen

  • In manchen Problemstellungen müssen bei der Bestimmung der Zentripetalkraft auch zusätzlich wirkende Kräfte berücksichtigt werden.
  • Je nachdem, in welche Richtung die zusätzliche Kraft wirkt, müssen verschiedene Fälle unterschieden werden.
  • Soll die Kreisbewegung trotz zusätzlich wirkender Kräfte unverändert aufrecht erhalten bleiben, müssen die zusätzlich wirkenden Kräfte entsprechend kompensiert werden.

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Zentripetalbeschleunigung

Grundwissen

  • Bewegt sich ein Körper gleichförmig auf einer Kreisbahn, dann wird der Körper immer zum Drehzentrum hin beschleunigt; diese Beschleunigung bezeichnen wir als Zentripetalbeschleunigung \(\vec a_{\rm{ZP}}\).
  • Bewegt sich ein Körper gleichförmig auf einer Kreisbahn mit dem Radius \(r\) mit der Bahngeschwindigkeit \(v\), dann wird der Körper mit der Zentripetalbeschleunigung \(\vec a_{\rm{ZP}}\) mit dem Betrag \(a_{\rm{ZP}} = {\frac{v^2}{r}}\) zum Drehzentrum hin beschleunigt.
  • Bewegt sich ein Körper gleichförmig auf einer Kreisbahn mit dem Radius \(r\) mit der Winkelgeschwindigkeit \(\omega\), wird der Körper mit der Zentripetalbeschleunigung \(\vec a_{\rm{ZP}}\) mit dem Betrag \(a_{\rm{ZP}} = \omega^2 \cdot r\) zum Drehzentrum hin beschleunigt.

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  • Bewegt sich ein Körper gleichförmig auf einer Kreisbahn, dann wird der Körper immer zum Drehzentrum hin beschleunigt; diese Beschleunigung bezeichnen wir als Zentripetalbeschleunigung \(\vec a_{\rm{ZP}}\).
  • Bewegt sich ein Körper gleichförmig auf einer Kreisbahn mit dem Radius \(r\) mit der Bahngeschwindigkeit \(v\), dann wird der Körper mit der Zentripetalbeschleunigung \(\vec a_{\rm{ZP}}\) mit dem Betrag \(a_{\rm{ZP}} = {\frac{v^2}{r}}\) zum Drehzentrum hin beschleunigt.
  • Bewegt sich ein Körper gleichförmig auf einer Kreisbahn mit dem Radius \(r\) mit der Winkelgeschwindigkeit \(\omega\), wird der Körper mit der Zentripetalbeschleunigung \(\vec a_{\rm{ZP}}\) mit dem Betrag \(a_{\rm{ZP}} = \omega^2 \cdot r\) zum Drehzentrum hin beschleunigt.

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Betrag der Zentripetalbeschleunigung mit Winkelgeschwindigkeit (Simulation mit Versuchsanleitung)

Versuche

Die Simulation ermöglicht die Untersuchung des Betrags der Zentripetalbeschleunigung, die ein Körper während einer gleichförmigen Kreisbewegung erfährt, in Abhängigkeit von den relevanten Parametern.

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Versuche

Die Simulation ermöglicht die Untersuchung des Betrags der Zentripetalbeschleunigung, die ein Körper während einer gleichförmigen Kreisbewegung erfährt, in Abhängigkeit von den relevanten Parametern.

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Harry Hamster und die Kreisbewegung

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Welche Schlepper schleppen am stärksten?

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Philipp Rösch Abb. 1 Skizze der Auswahl der verschiedenen Schlepper-KombinationenEin Frachtschiff hat beim…

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Aufgabe ( Übungsaufgaben )

Joachim Herz Stiftung Philipp Rösch Abb. 1 Skizze der Auswahl der verschiedenen Schlepper-KombinationenEin Frachtschiff hat beim…

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Quiz zur Gegenüberstellung von fortschreitenden und stehenden Wellen

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Resonanzabsorption und Resonanzfluoreszenz von Natrium

Versuche

  • Demonstration der Energieaufnahme von Atomen durch Absorption von Photonen (Resonanzabsorption)
  • Demonstration der Energieabgabe von Atomen durch Emission von Photonen (Resonanzfluoreszenz)

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Versuche

  • Demonstration der Energieaufnahme von Atomen durch Absorption von Photonen (Resonanzabsorption)
  • Demonstration der Energieabgabe von Atomen durch Emission von Photonen (Resonanzfluoreszenz)

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Anregung eines Atoms durch Absorption

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

swiffyobject_6518=…

Zur Aufgabe
Aufgabe ( Übungsaufgaben )

swiffyobject_6518=…

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Relativitätsprinzip von GALILEI als Dialog zwischen Lehrer und Schüler

Geschichte
Geschichte

Wasserparabel (IBE der FU Berlin)

Versuche
Versuche

Wurf nach oben mit Anfangshöhe

Grundwissen

  • Als Wurf nach oben mit Anfangshöhe bezeichnen wir die Bewegung eines Körpers, der aus einer Anfangshöhe \(h\) mit einer Anfangsgeschwindigkeit \(\vec v_0\) "senkrecht nach oben geworfen" wird.
  • Der Körper führt dann eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit aus.
  • Für die Steigzeit des Körpers gilt \(t_{\rm{S}}=\frac{v_{y,0}}{g}\), für die Wurfhöhe \({y_{\rm{S}}} = \frac{{v_{y,0}^2}}{{2 \cdot g}} + h\).
  • Für die Wurfzeit des Körpers gilt \(t_{\rm{W}} = \frac{v_{y,0} + \sqrt{{v_{y,0}}^2 + 2 \cdot g \cdot h}}{g}\).

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  • Als Wurf nach oben mit Anfangshöhe bezeichnen wir die Bewegung eines Körpers, der aus einer Anfangshöhe \(h\) mit einer Anfangsgeschwindigkeit \(\vec v_0\) "senkrecht nach oben geworfen" wird.
  • Der Körper führt dann eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit aus.
  • Für die Steigzeit des Körpers gilt \(t_{\rm{S}}=\frac{v_{y,0}}{g}\), für die Wurfhöhe \({y_{\rm{S}}} = \frac{{v_{y,0}^2}}{{2 \cdot g}} + h\).
  • Für die Wurfzeit des Körpers gilt \(t_{\rm{W}} = \frac{v_{y,0} + \sqrt{{v_{y,0}}^2 + 2 \cdot g \cdot h}}{g}\).

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Anwendungsaufgabe zu Flächeninhalt und Volumen

Aufgabe ( Übungsaufgaben )

a) Du möchtest ein Geschenk verpacken, findest jedoch nur übriges Geschenkpapier der Form dargestellt in Abb.…

Zur Aufgabe
Aufgabe ( Übungsaufgaben )

a) Du möchtest ein Geschenk verpacken, findest jedoch nur übriges Geschenkpapier der Form dargestellt in Abb.…

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Quiz zum Umrechnen von Dichteeinheiten

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Schräger Wurf nach unten

Grundwissen

  • Als Schrägen Wurf nach unten bezeichnen wir die Bewegung eines Körpers, der aus einer Anfangshöhe \(h\) mit einer schräg nach unten gerichteten Anfangsgeschwindigkeit \(\vec v_0\) "geworfen" wird.
  • Der Körper führt dann in horizontaler Richtung eine gleichförmige Bewegung und in vertikaler Richtung eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit aus.
  • Für die Wurfzeit des Körpers gilt \(t_{\rm{W}} = \frac{v_{y,0} + \sqrt {{v_{y,0}}^2 + 2 \cdot g \cdot h} }{g}\). Beachte: \(v_{y,0}<0\).

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  • Als Schrägen Wurf nach unten bezeichnen wir die Bewegung eines Körpers, der aus einer Anfangshöhe \(h\) mit einer schräg nach unten gerichteten Anfangsgeschwindigkeit \(\vec v_0\) "geworfen" wird.
  • Der Körper führt dann in horizontaler Richtung eine gleichförmige Bewegung und in vertikaler Richtung eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung mit Anfangsgeschwindigkeit aus.
  • Für die Wurfzeit des Körpers gilt \(t_{\rm{W}} = \frac{v_{y,0} + \sqrt {{v_{y,0}}^2 + 2 \cdot g \cdot h} }{g}\). Beachte: \(v_{y,0}<0\).

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Schräger Wurf nach unten

Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Ein Körper wird aus einer Höhe von \(120\,\rm{m}\) mit einer Geschwindigkeit von \(14{,}14\,\frac{\rm{m}}{\rm{s}}\) unter einem Winkel von…

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Aufgabe ( Einstiegsaufgaben )

Ein Körper wird aus einer Höhe von \(120\,\rm{m}\) mit einer Geschwindigkeit von \(14{,}14\,\frac{\rm{m}}{\rm{s}}\) unter einem Winkel von…

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Wie Kräfte wirken - Teil 1

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )
Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

Wie Kräfte wirken - Teil 2

Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

swiffyobject_5724=…

Zur Aufgabe
Aufgabe ( Erarbeitungsaufgaben )

swiffyobject_5724=…

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Quiz zum schrägen Wurf nach unten

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Quiz zum Freien Fall

Aufgabe ( Quiz )
Aufgabe ( Quiz )

Quiz zum Wurf nach unten

Aufgabe ( Quiz )
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