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Experiment: Kraft

30 Übungen dazu, was doppelte Zugkraft und doppelte Masse mit der Beschleunigung machen.

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Übungsaufgaben

Dreißig Aufgaben, bunt gemischt — zum Klicken, Ziehen, Zuordnen, Rechnen und Knobeln. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps. Die Chips zeigen das Anforderungsniveau: AFB I heißt wiedergeben und direkt anwenden, AFB II heißt selbst entscheiden und verknüpfen, AFB III heißt begründen, beurteilen oder eine Falle durchschauen. Mix verbindet Wissen aus mehreren Unterkapiteln, Trick warnt: Hier steckt eine Falle drin. Der Balken oben zeigt dir, wie viele der 30 Aufgaben du schon gelöst hast.

A1
Wagen aus der Sammlung
AFB IITrick

Werte die Messungen an vier Wagen aus: Rechne die Masse zuerst in Kilogramm um und bestimme dann die Beschleunigung a = F : m.

Fülle alle Felder aus und prüfe dann. Enter in einem Feld prüft ebenfalls. Dezimalzahlen mit Komma oder Punkt.
WagenMasseZugkraftMasse in kga in m/s²
A250 g0,5 N
B400 g0,6 N
C800 g2,0 N
D50 g0,3 N
In F = m · a muss die Masse in Kilogramm stehen: 250 g = 0,25 kg usw. Dann ist a = F : m: 0,5 : 0,25 = 2; 0,6 : 0,4 = 1,5; 2,0 : 0,8 = 2,5; 0,3 : 0,05 = 6 (jeweils in m/s²). Typischer Fehler: mit den Gramm-Zahlen zu rechnen – aus 0,5 : 250 würde 0,002 und eine völlig falsche Beschleunigung.
Teile die Gramm-Zahl durch 1000, bevor du rechnest.
Wagen A: 250 g = 0,25 kg, a = 0,5 N : 0,25 kg = 2 m/s². Genauso die anderen drei.
A2
Fehler in der Auswertung
AFB II

Untersuche die sechs Zeilen: Klicke die falschen Aussagen an und trage die Korrektur ein.

Eine Zeile anklicken heißt „diese Aussage ist falsch“. Danach erscheint ein Eingabefeld für die Korrektur.
Zeile 2: a = F : m = 1,0 N : 0,25 kg = 4 m/s² (nicht multiplizieren). Zeile 4: In F = m · a gehört die Masse in Kilogramm. Zeile 6: Die Beschleunigung ist Geschwindigkeitszunahme je Sekunde, also m/s². Typischer Fehler in Zeile 2: Kraft mal Masse rechnen.
Drei Zeilen sind falsch: eine Rechnung, eine Einheit der Masse und eine Einheit der Beschleunigung.
Zeile 2: Beschleunigung gesucht → dividieren. Zeile 4: kg statt g. Zeile 6: m/s².
A3
Der Versuchsaufbau
AFB I

Gib in der Skizze der Fahrbahn nacheinander die gesuchten Teile an, indem du sie anklickst.

Klicke das gesuchte Feld an. Mit der Tastatur: Tab oder Pfeiltasten zum Wandern, Enter zum Auswählen.

Gemessen wird die Beschleunigung des Wagens. Die Zugkraft liefern die Massestücke am Ende der Schnur, die Umlenkrolle lenkt die Zugrichtung von waagerecht nach senkrecht um. Typischer Fehler: die Schnur als Kraftquelle anzugeben – sie überträgt die Kraft nur.
Frage dich: Was wird gemessen, was liefert die Kraft, und was verändert nur die Richtung der Schnur?
Der blaue Körper auf der Bahn ist der Wagen; die orangen Stücke hängen an der Schnur; die Rolle sitzt am Bahnende.