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Übungsaufgaben
Dreißig Übungen, fortlaufend nummeriert: Aufgaben zum Klicken, Ziehen und Knobeln wechseln sich mit Rechen- und Eingabeaufgaben ab. Jede Übung gibt dir sofort eine Rückmeldung, und zu jeder Aufgabe gibt es zwei gestufte Tipps.
A1
Grenzen in Zehnerpotenzen
AFB IMit der Energiebilanz lassen sich Grenzen angeben, ohne den Vorgang genau zu kennen. Berechne die drei Energien mit Epot = m · g · h und stelle sie in wissenschaftlicher Schreibweise mit einer Nachkommastelle ein.
Stelle die Zahl in wissenschaftlicher Schreibweise ein: Vorzahl Ziffer für Ziffer, dahinter den Exponenten. Tastatur: Tab zur Stelle, ↑/↓ oder Ziffertaste, beim Exponenten - für das Vorzeichen, Enter prüft.
Floh: 4,0 · 10⁻⁷ kg · 9,81 m/s² · 0,20 m ≈ 7,8 · 10⁻⁷ J – das ist eine Untergrenze, denn ein Teil der Energie geht beim Sprung in thermische Energie über. Regentropfen: 5,0 · 10⁻⁵ kg · 9,81 m/s² · 2000 m ≈ 9,8 · 10⁻¹ J – eine Obergrenze; wegen des Luftwiderstands kommt in Wirklichkeit nur ein winziger Bruchteil davon unten an. Felssturz: 3,0 · 10⁶ kg · 9,81 m/s² · 250 m ≈ 7,4 · 10⁹ J.
Rechne alle Massen in Kilogramm um: 1 mg = 10⁻⁶ kg, 1 g = 10⁻³ kg. Die Höhe muss in Meter stehen.
Floh: 4,0 · 10⁻⁷ · 9,81 · 0,20 ≈ 7,8 · 10⁻⁷ J · Tropfen: 5,0 · 10⁻⁵ · 9,81 · 2000 ≈ 9,8 · 10⁻¹ J · Fels: 3,0 · 10⁶ · 9,81 · 250 ≈ 7,4 · 10⁹ J.
A2
Regeln der Energiebilanz
AFB IGib bei jeder Aussage an, ob sie stimmt.
6 Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Drei Aussagen stimmen, drei nicht. Zwei der Fallen betreffen die Voraussetzung des Satzes: Er gilt nur, solange keine Energie zugeführt oder an die Umgebung abgegeben wird.
Frage bei jeder Aussage: Geht es um Zustände oder um den Ablauf? Wird Energie zugeführt?
Stimmt: Bezugsniveau, ohne Zahlen widerlegen, Masse kürzt sich. Stimmt nicht: Dauer, Motor, „schneller heißt tiefer“.
A3
Möglich oder unmöglich?
AFB IIWeise für jede Behauptung mit dem Energieerhaltungssatz nach, ob sie möglich ist, und lege sie in das passende Fach. Reibung wird vernachlässigt.
Ziehe die Karten in das passende Fach.
1möglich
2unmöglich
Die Prüffrage lautet immer gleich: Wäre am Ende mehr Energie da als am Anfang? Dann ist die Behauptung unmöglich.
Vergleiche jeweils die Energie am Anfang mit der Energie, die am Ende nötig wäre.
Unmöglich ist alles, was am Ende mehr Energie bräuchte, als am Anfang da war (höherer Hügel, Pendel steigt, Maschine treibt sich selbst). Drei Karten gehören in jedes Fach.