Energielinien lesen, Höhen vergleichen und Geschwindigkeiten an beliebigen Stellen der Bahn berechnen — vom Lückentext bis zur mehrschrittigen Aufgabe.
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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
Welche Energieform steckt an dieser Stelle drin?
AFB I
Sechs Stellen der Fahrt, drei Bereiche. Gib für jede Stelle an, welche Energieform drinsteckt, indem du sie dem passenden Bereich zuordnest.
Sechs Karten, drei Bereiche.
1 nur Lageenergie
2 nur Bewegungsenergie
3 beide gleichzeitig
„Nur Lageenergie“ heißt: Der Wagen steht. „Nur Bewegungsenergie“ heißt: Er ist auf der Bezugshöhe, also auf 0 m. Überall dazwischen sind beide Formen im Spiel.
Steht der Wagen, hat er keine Bewegungsenergie. Liegt er auf 0 m, hat er keine Lageenergie.
Nur Lageenergie: Wagen steht oben. Nur Bewegungsenergie: Wagen fährt auf Bodenhöhe. Alles andere: beides.
A2
Anteil der Bewegungsenergie
AFB I
Ein Wagen startet oben auf einem 40 m hohen Lifthügel aus dem Stand und fährt ohne Reibung. Zeichne für vier Stellen der Strecke ein, wie viel Prozent der Gesamtenergie dort als Bewegungsenergie vorliegen.
Balken mit der Maus ziehen oder nach Tab mit ↑/↓ in 5-er-Schritten einstellen.
Der Anteil hängt nur an der Höhe: Von 40 m fehlen in 34 m Höhe 6 m, das sind 6 : 40 = 15 %. Ebenso 22 : 40 = 55 %, 34 : 40 = 85 % und 14 : 40 = 35 %. Die Masse spielt keine Rolle.
Die Gesamtenergie entspricht den 40 m. Der Anteil der Bewegungsenergie ist „heruntergefallene Höhe : 40 m“.
In 34 m Höhe sind 6 m umgewandelt: 6 : 40 = 0,15 = 15 %. Genauso für die anderen drei Stellen.
A3
Regler: der höchstmögliche zweite Hügel
AFB II
Teilfrage d) noch einmal, ohne Text: Begründe mit der Energielinie, wie hoch der zweite Hügel höchstens sein dürfte, damit der Wagen gerade noch hinüberkommt, und stelle diesen Wert am Regler ein.
Schiebe den Regler auf den Wert — Pfeiltasten bewegen ihn in Einerschritten. Der Regler muss exakt stimmen.
0 m60 m
Genau 45 m — die Höhe des Lifthügels. Die Energielinie ist die Obergrenze: Die Schiene darf sie nirgends überragen.
Nach dem Ausklinken kommt keine Energie mehr dazu — die Lageenergie am Lifthügel ist das ganze Budget.
Ganz oben dürfte die Bewegungsenergie gerade null sein: Das ist genau die Höhe des Lifthügels.
