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Rechnen: Bewegungsenergie

Geschwindigkeiten von km/h in m/s bringen, die Formel nach v umstellen und abschätzen, wie stark die Energie bei doppeltem Tempo wächst.

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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
Sechs Merksätze, drei falsch
AFB IMix

Sechs Merksätze sollen die Stolperstellen beim Rechnen mit der Bewegungsenergie festhalten. Beschreibe die Stolperstellen richtig, indem du genau die drei falschen Sätze anklickst.

In diesem Heft stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Alle drei Fehler betreffen die Reihenfolge oder die Richtung eines Rechenschritts — genau dort passieren in Klassenarbeiten die meisten Fehler.
Überlege bei jeder Umrechnung, ob die Zahl größer oder kleiner werden muss.
Eine Tonne sind 1000 kg; umgerechnet wird vor dem Quadrieren; ohne ½ wird das Ergebnis zu groß.
A2
Das Auto aus dem Unterricht
AFB I

Ein Auto mit der Masse 1200 kg fährt mit 20 m/s. Bestimme seine Bewegungsenergie in Joule.

Diese Aufgabe kennst du aus dem Heft (Aufgabe a).
Zuerst 20² = 400.
20² = 400. Rechne dann 0,5 · 1200 · 400.
E = 0,5 · 1200 kg · 400 m²/s² = 240 000 J = 240 kJ.
A3
Dreimal so schwer, halb so schnell
AFB II

Ein Wagen hat die Masse m und fährt mit der Geschwindigkeit v. Ein zweiter Wagen ist dreimal so schwer, fährt aber nur halb so schnell. Stelle einen Term für die Bewegungsenergie des zweiten Wagens in m und v auf.

Gib den Term ein: * für mal, / für geteilt, ^2 für hoch 2. Enter prüft.
E = ½ · (3 · m) · (v : 2)² = ½ · 3m · v²/4 = ⅜ · m · v². Jede vereinfachte Form wie 3/8*m*v^2 ist ebenfalls richtig. Verglichen mit dem ersten Wagen (½ · m · v²) hat der zweite nur drei Viertel der Energie — die dreifache Masse gleicht das halbe Tempo nicht aus.
Setze in E = ½ · m · v² für die Masse 3 · m und für die Geschwindigkeit v : 2 ein — mit Klammern.
Schreibe zum Beispiel 1/2*(3*m)*(v/2)^2 — das Quadrat gilt für die ganze Klammer.