Die durch Reibung entwertete Energie F · s ansetzen, Bremswege bei doppeltem Tempo vergleichen und begründen, warum sich diese Wärme nicht mehr zurückholen lässt.
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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
Der Curlingstein
AFB I
Ein Curlingstein gleitet über das Eis und wird durch eine gleichbleibende Reibungskraft abgebremst, bis er liegen bleibt. Stelle für vier Momente dar, wie sich seine Energie auf Bewegungsenergie und innere Energie (von Stein, Eis und Luft) aufteilt.
Stelle in jeder Säule die Aufteilung ein: Ziehe den Griff zwischen zwei Farben nach oben oder unten. Mit der Tastatur: Tab zum Griff, ↑/↓ verschieben (mit Shift schneller). Die Höhe jeder Säule bleibt gleich — es wird nur umverteilt.
Bewegungsenergieinnere Energie
Bei gleichbleibender Kraft wächst die entwertete Energie E = F · s gleichmäßig mit der Strecke: Nach einem Viertel des Weges ist ein Viertel der Energie zu innerer Energie geworden, nach drei Vierteln drei Viertel. Die Säule bleibt immer gleich hoch — es geht keine Energie verloren.
E = F · s: Bei gleicher Kraft ist die entwertete Energie proportional zur zurückgelegten Strecke.
Nach ¼ des Weges sind 25 % entwertet, nach ¾ des Weges 75 %; der Rest ist noch Bewegungsenergie.
A2
Bremsen in Worten
AFB I
Fasse das Wichtigste zum Bremsen zusammen, indem du den Merktext vervollständigst.
Ziehe die Bausteine an die richtige Stelle.
Eine Kraft F entlang einer Strecke s nimmt der Bewegung die Energie E = F · s weg; beim Bremsen geschieht das durch . Diese Energie wird zu Energie in Bremsen, Reifen und Fahrbahn. Weil man sie nicht zurückholen kann, sagt man, sie ist . Die Strecke, die das Auto vor dem Bremsen noch ungebremst zurücklegt, heißt .
Diese vier Fachbegriffe brauchst du für jede Energiebilanz.
Es geht um die Formel E = F · s, um den Verbleib der Energie und um die Strecke vor dem Bremsen.
E = F · s ist die durch Reibung entwertete Energie; sie wird zu innerer Energie, ist also entwertet; ungebremst fährt man den Reaktionsweg.
A3
Der Bremsweg Schritt für Schritt
AFB II
Nils berechnet den Bremsweg eines Motorrads (m = 300 kg) aus 72 km/h bei einer Bremskraft von 3000 N. Beschreibe seinen Rechenweg Schritt für Schritt, indem du jeweils wählst, wie es weitergeht.
Spiele den Ablauf Schritt für Schritt durch: Was passiert als Nächstes? Nur die richtige Karte bringt dich weiter.
Vier Schritte, vier typische Fehlerquellen: nicht umgerechnet, die Energie übersprungen, mal statt geteilt, die Einheit vergessen.
Erst umrechnen: 72 km/h : 3,6 = 20 m/s.
E = ½ · 300 · 20² = 60 000 J; s = 60 000 J : 3000 N = 20 m.
