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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
Schneller, langsamer, gleich?
AFB IAlle Körper fallen aus der Ruhe, Luftwiderstand wird vernachlässigt (g = 9,81 N/kg). Bestimme für jede Zeile das passende Zeichen.
Setze zwischen die beiden Angaben das passende Zeichen: Klick schaltet ? → < → = → > weiter. Mit der Tastatur: Tab zum Feld, dann <, = oder >.
v nach 18 m Fall3 · (v nach 2 m Fall)
v nach 10 m Fall2 · (v nach 5 m Fall)
v eines 5-kg-Steins nach 8 m Fallv eines 50-g-Steins nach 8 m Fall
Fallstrecke bis 10 m/shalbe Fallstrecke bis 20 m/s
Ekin eines 2-kg-Steins nach 5 m Fall100 J
18 m ist das Neunfache von 2 m, also dreifache Geschwindigkeit. Doppelte Höhe ergibt nur das 1,4-Fache. Die Masse ändert die Geschwindigkeit nicht. Für 20 m/s braucht man die vierfache Strecke (20,4 m), die Hälfte davon ist 10,2 m > 5,1 m. Und 2 · 9,81 · 5 J = 98,1 J < 100 J.
Faustregel: Der Faktor bei v ist die Wurzel aus dem Faktor bei h.
Nur in der letzten Zeile brauchst du die Masse: E = m · g · h = 2 · 9,81 · 5 J.
A2
Der Schraubenschlüssel am Windrad
AFB IIBei Wartungsarbeiten fällt ein Schraubenschlüssel aus 80 m Höhe von der Gondel eines Windrads. Vergleiche an jeder Stelle Lage- und Bewegungsenergie. Der Boden ist die Bezugshöhe, Luftwiderstand wird vernachlässigt.
Setze in jeder Zeile genau ein Kreuz.
| Stelle | Epot ist größer | beide gleich groß | Ekin ist größer |
|---|---|---|---|
| nach 20 m Fallstrecke | |||
| nach 40 m Fallstrecke | |||
| nach 60 m Fallstrecke | |||
| 50 m über dem Boden | |||
| 10 m über dem Boden |
Die Bewegungsenergie gehört zur schon gefallenen Strecke, die Lageenergie zur restlichen Höhe über dem Boden. Gleich groß sind beide genau auf halber Höhe, also 40 m über dem Boden. Vorsicht bei „Fallstrecke“ und „über dem Boden“: 50 m über dem Boden heißt nur 30 m Fallstrecke.
Rechne jede Angabe in zwei Zahlen um: gefallene Strecke und restliche Höhe. Beide ergeben zusammen immer 80 m.
Bewegungsenergie gehört zur gefallenen Strecke, Lageenergie zur restlichen Höhe; bei 40 m / 40 m sind beide gleich.
A3
Stimmt das über den freien Fall?
AFB INenne bei jeder Aussage, ob sie richtig oder falsch ist.
Richtig oder falsch?
Unterscheide sauber zwischen Energie und Geschwindigkeit.
Unterscheide sauber zwischen Energie und Geschwindigkeit.
Die Lageenergie nimmt gleichmäßig mit der Strecke ab, die Geschwindigkeit wegen v² nicht – und die Masse kürzt sich.