Nachdem wir bisher Bewegungen betrachtet und beschrieben haben wollen wir uns nun mit der Ursache von Bewegungen beschäftigen.
Lies in deinem Lb S.124 und suche in deinen Aufzeichnungen aus der 7.Klasse alles zur Kraft!
Bearbeite alle Aufträge bei Leifiphysik zu Wirkungen von Kräften!
Lies im Lb S.125 und betrachte die Abbildungen!
Beginne in deinen Aufzeichnungen ein neues Blatt und schreibe das folgende Tafelbild auf!
Informiere dich im Lb S.126 über verschiedene Kraftarten!
Vergleiche die Kraftarten aus dem Lb mit den Arten von Kräften bei Leifiphysik!
Nun mach dir im Hefter selbst eine Übersicht zu Kraftarten!
Einige Kraftarten betrachten wir in der Mechanik genauer: Gewichtskraft, Reibungskraft und Federspannkraft.
Die Gewichtskraft
Lies im Lb S.128 und erarbeite dir selbst ein Tafelbild dazu mit: Überschrift, Ursache, Skizze (z.B. linke Seite von Abb.1), Abhängigkeiten, Gleichung (hervorheben), Ortsfaktor g und weitere Beispiele für g am Äquator, an den Polen und auf dem Mond.
Lb S.128 Nr.2 bitte mit vollständigem und sauberen Lösungsweg!
Kontrollerg.: FG=613,1 N auf der Erde und FG=101,3 N auf dem Mond
Die Reibungskraft
Lies im Lb S.129 und erarbeite dir das Tafelbild dazu selbst mit: Überschrift, Ursache, Richtung (bewegungshemmende Wirkung), Abhängigkeiten (Normalkraft FN mit beschreiben, Reibungszahl μ mit 2 Beispielen angeben), Gleichung (hervorheben) und Arten der Reibung.
Lb S. 156 Nr.9 bitte mit vollständigem und sauberen Lösungsweg!
Hinweis: Bestimme zuerst FN = FG und nimm μGleit aus dem Tafelwerk S.74!
Kontrollerg.: FR=5,1 N
Die Federspannkraft
Experiment: (Experiment in der Schule)
Fertige zu dem Experiment ein Protokoll an, auf einem euen Blatt mit deinem Name, Aufgabe, Aufbau, Messtabelle, Δs-F-Diagramm, Auswertung und Fehlerbetrachtung. Verwende zur Durchführung die folgende Simulation, wähle „Strecken“ und lass dort die Federstärke eingestellt. (Du brauchst nur eine Feder.)
Mach ein Bild von deinem Protokoll und lade es in die Abgabe zum aktuellen Wochenplan, bitte bis 14.2.21, 18:00 Uhr.
Aufgabe:
a) Untersuche die Abhängigkeit der Längenänderung Δs einer Schraubenfeder von der wirkenden Kraft F!
b) Ermittle mit Hilfe deines Diagrammes die Gewichtskraft und die Masse der 3 unbekannten Wägestücke. Markiere dazu Δs und F mit Strichellinien in der Farbe des entsprechenden Wägestücks und notiere die zugehörige Masse!
Aufbau:
Mach eine Skizze vom Aufbau und beschrifte erforderliche Geräte!
Messtabelle:
Einheiten nicht vergessen!
Δs-F-Diagramm:
Die Längenänderung Δs ist eine Funktion der Kraft, d.h. F kommt auf die x-Achse!
Auswertung:
Beschreibe die Lage der Messwertpaare und schlussfolgere den Zusammenhang!
Fehlerbetrachtung:
Wodurch kommt es zu Messungenauigkeiten?
Mach ein Bild von deinem Protokoll und lade es in die Abgabe zum aktuellen Wochenplan, bitte bis DATUM 18:00 Uhr.
Lies im Lb S.127!
Schreibe das folgende Tafelbild auf!
Aufgabe1:
a) Bestimme die Federkonstante aus deinem Experiment zur Federspannkraft!
b) Bestimme für jede einstellbare Federstärke aus der Simulation die Federkonstante!
Kontrollerg.: a) D= 6,25 N/m, b) D1= 3,125 N/m, D2= 4,17 N/m, D3= 5,26 N/m, D4= 6,25 N/m, D5= 7,14 N/m, D6= 8,33 N/m, D7= 9,1 N/m, D8= 10 N/m, D9= 11,1 N/m, D10= 12,5 N/m
Informiere dich bei LEIFIphysik über das HOOksche Gesetz und löse die Aufgaben a) bis d) auf dieser Seite!
Aufgabe2:
Die Haftreibung zwischen Rad und Straße hält ein Auto der Masse 1,2 t in der Kurve auf der Fahrbahn. Wie groß darf die Fliehkraft auf das Fahrzeug nach außen maximal sein, um auf der Straße zu bleiben
a) bei trockener Fahrbahn und
b) bei nasser Fahrbahn?
Kontrollerg.: a) FR trocken =9417,6 N b) FR nass =5886 N
Aufgabe3:
Welche Kraft musst du aufbringen, um einen Schrank der Masse 120 kg auf einem Holzfußboden zu verschieben?
Kontrollerg.: FR=588,6 N
Lb S. 156 Nr.1 und Nr.2
Lb S. 156 Nr.3 und Nr.4
Kräfteaddition
Lies im Lb S.130 und betrachte dabei die Abbildungen.
Schreibe das folgende Tafelbild dazu auf und vervollständige dieses mit den fehlenden Zeichnungen. Wähle dabei immer einen geeigneten Maßstab und zeichne mit Bleistift und Lineal!
Lb S.158 Nr.21
Kontrollerg.: a) FGes=86 N b) FGes=185 N c) FGes=113,6 N d) FGes=60 N
Arbeitsblatt1: Musst du nicht ausdrucken, alle gegebenen Kräfte und Winkel stehen dran. Zeichne die Vorgaben auf ein eigenes Blatt und löse zeichnerisch!
Aufgabe1:
Ein Flugzeug fliegt mit einer Antriebskraft von 1,1 MN Richtung Westen. Gleichzeitig wirkt ein Wind aus südwestlicher Richtung mit 300 kN auf das Flugzeug.
a) Bestimme die resultierende Kraft!
b) In welche Richtung bewegt sich das Flugzeug?
c) Wie groß ist die Ablenkung vom ursprünglichen Kurs nach Westen?
Kontrollerg.: a) FGes=910 kN, b) näherungsweise nach WNW, Genaue Richtung: 283,4° c) Ablenkung β=13,4°
Aufgabe2:
Zwei Schüler tragen gemeinsam eine Tasche. Jeder wendet dabei eine Kraft von 150 N auf, wobei zwischen den angreifenden Kräften ein Winkel von 80° besteht.
a) Bestimme zeichnerisch die resultierende Kraft!
b) Wie schwer ist die Tasche?
c) Wodurch können die Schüler für ihre aufzuwendende Kraft verringern?
Kontrollerg.: a) FGes=229,8 N b) m=23,43 kg d) …
Arbeitsblatt2: Musst du auch nicht ausdrucken, die Längen der Kraftpfeile und Winkel stehen an der Abb., der Maßstab im Text. Zeichne die Vorgaben auf ein eigenes Blatt und löse zeichnerisch!
Kräftezerlegung
Lies zur Einführung im Lb S.131
Beispiel1: Straßenlampe, Schreibe bitte den Text zum Bsp.1 unter der Überschrift mit auf und dann folgst du den Anweisungen. Erst am Ende der Konstruktion, also nachdem du F1 und F2 ermittelt und aufgeschrieben hast, notierst du bitte die farbigen Schritte 1 bis 3 und hebst sie hervor, auch als künftige Anweisungsfolge!
Denke dran: Notiere bitte die farbigen Schritte 1 bis 3, hebe diese Schrittfolge hervor und nutze sie als künftige Anweisungsfolge!
Beispiel2: Handwagen, Schreib bitte auch zu diesem Beispiel den Text mit! Konstruiere anschließend entsprechend deiner Schrittfolge und beschrifte die Teilkräfte!
Arbeitsblatt1: Muss nicht gedruckt werden, alle Größen stehen dran.
Beispiel3: Lampenaufhängung
Aufgabe1:
Lb S.158 Nr.22
Kontrollerg.: a,b) (1) F1=43N schräg nach unten, F2=51N senkrecht zur Wand (2) F1=50N senkrecht von Wand weg, F2=44N schräg zur Wand c) Streben bilden ein gleichschenkliges Dreieck mit Basis an Wand
Beispiel4: Geneigte Ebene
Mach die folgende Zeichnung mit α = 25°, b=14 cm, (h und l ergibt sich) und zeichne FG = 5 N senkrecht nach unten 5 cm lang. Dann zerlegst du FG, entsprechend der bisherigen Schrittfolge, in FN senkrecht zur Schräge und FH parallel zur Schräge.
Zum Schluss beschriftest du alles und ergänzt noch FR (beliebige Länge).
Schreibe nun das nachfolgende Tafelbild zur geneigten Ebene sauber und übersichtlich auf und durchdenke dabei alles an deiner Zeichnung!
Aufgabe2:
Aufgabe3:
Ein Arbeiter schiebt einen Rollcontainer der Masse 100 kg eine Rampe hinauf. Der Neigungswinkel der Rampe beträgt 20°.
a) Zeichne die Rampe mit Rollcontainer und Arbeiter (vereinfacht). Berechne die gesamte Gewichtskraft und stelle diese in einem geeigneten Maßstab dar (ausreichend groß, > 5cm)
b) Welcher Belastung muss die Rampe standhalten? Bestimme dazu zeichnerisch die Normalkraft!
c) Mit welcher Kraft muss der Arbeiter mindestens schieben? Bestimme dazu zeichnerisch die Hangabtriebskraft!
d) Überprüfe deine Ergebnisse von a) un b) rechnerisch!
e) Bestimme die Steigung der Rampe in % !
Kontrollerg.: a) FG=981N, (z.B. 9,8cm) b) nach Konstruktion: FN 9,2cm lang –> FN=920 N c) nach Konstruktion: FH 3,4cm lang –> FH=340N d) FH=335,5N, FN=921,8N e) tan α = 0,364 = 36,4%
Lb S.158 Nr.20
Arbeitsblatt2: Muss nicht gedruckt werden, alle Größen stehen dran.
Zusätzliche Übungen
Zur Kräfteaddition und Kräftezerlegung hinterlege ich hier noch ein Arbeitsblatt.
Physik (Herr Reich) 16.3.2020 - ... 