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Geographie

Übung zu Europas Ländern und ihren Hauptstädten

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Natur und Technik (Schwerpunkt Physik)

Übungsblatt zum 1. Test im Fach Natur und Technik (Schwerpunkt Physik)

1. Eine Familie fährt mit dem Auto in den Urlaub. Für die 600km lange Strecke benötigt sie fünf Stunden. Berechne die Durchschnittsgeschwindigkeit, mit der sie gefahren ist.
   geg.: s = 600km, t = 5h
   ges.: v
   Lsg.: v = s/t = 600km/5h = 120km/h
2. Eine Gewehrkugel fliegt etwa mit einer Geschwindigkeit von 3600km/h. Berechne, wie weit sie in einer Sekunde geflogen ist.
   geg.: v = 3600km/h = 1000m/s, t = 1s
   ges.: s
   Lsg.: s = v·t = 1000m/s·1s = 1000m = 1km
3. Der Schall breitet sich in Luft mit einer Geschwindigkeit von ca. 330m/s aus. Berechne, wie lang es dauert, bis der Donner eines drei Kilomenter entfernten Blitzeinschlags braucht, um gehört zu werden.
   geg.: v = 330m/s, s = 3km = 3000m
   ges.: t
   Lsg.: t = s/v = 3000m/330m/s = 9s
4. Ein Turmspringer springt vom 5-Meter-Brett. Er beschleunigt aus der Ruhe mit ca. 10m/s² während seines 1-sekundigen Flugs (Angabe fehlt auf Arbeitsblatt) bis er auf die Wasseroberfläche trifft. Berechne, wie schnell der Turmspringer beim Auftreffen auf der Wasserobfläche ist.
   geg.: a = 10m/s², t = 1s
   ges.: v
   Lsg.: v = a·t = 10m/s²·1s = 10m/s = 36km/h
5. Ein Sportwagen beschleunigt aus dem Stand auf 108km/h in 3 Sekunden. Berechne die (mittlere) Beschleunigung.
   geg.: v = 108km/h = 30m/s, t = 3s
   ges.: a
   Lsg.: a = v/t = 30m/s/3s = 10m/s²
6. Eine Fahrradfahrerin beschleunigt (a = 2m/s²) aus dem Stand auf 36km/h. Berechne, welche Zeit sie dafür benötigt.
   geg.: a = 2m/s², v = 36km/h = 10m/s
   ges.: t
   Lsg.: t = v/a = 10m/s/2m/s² = 5s
7. Eine Lokomotive mit einer Zugkraft von F = 400kN = 400.000N kann einen ca. 2.000t = 2.000.000kg schweren Zug ziehen. Berechne die mögliche Beschleunigung.
   geg.: F = 400kN = 400000N, m = 2000t = 2000000kg
   ges.: a
   Lsg.: a = F/m = 400000N/2000000kg = 0,4m/s²
8. Berechne die Kraft, die nötig ist, um ein Fahrzeug (m = 1t = 1.000kg) mit a = 5m/s² zu beschleunigen.
   geg.: m = 1t = 1000kg, a = 5m/s²
   ges.: F
   Lsg.: F = m·a = 1000kg·5m/s² = 5000N = 5kN
9. Du lehnst dich mit einer Kraft von F = 200N gegen einen Stein, der sich mit einer Beschleunigung von 0,4m/s² langsam in Bewegung setzt. Berechne die Masse des Steins.
   geg.: F = 200N, a = 0,4m/s²
   ges.: m
   Lsg.: m = F/a = 200N/0,4m/s² = 500kg
10. Neben dem Angriffspunkt gibt es zwei weitere Eigenschaften von Kräften. Zeichne anhand eines Billiardspiels jeweils die veränderte Eigenschaft zur Ausgangssituation.
    Die weiße Kugel trifft auf die graue Kugel:
    Ausgangssituation:
    1. veränderte Eigenschaft: Angriffspunkt in Skizze anderer Angriffspunkt
    2. veränderte Eigenschaft: Betrag (Stärke) in Skizze längerer Kraftpfeil
    3. veränderte Eigenschaft: Richtung in Skizze andere Richtung
11. Eine Kraft kann man durch ihre Wirkungen erkennen. Beschreibe jeweils kurz eine Situation, bei der man die Wirkung jeweils erkennen kann.
    1. Verformung: z.B.: Wenn auf eine Schwamm eine Kraft wirkt, so wird er eingedrückt (verformt)
    2. Beschleunigung: z.B.: Tritt man mit großer Kraft in die Pedale, so wird man schneller
    3. Richtungsänderung: z.B.: Lehnt man sich beim Fahrradfahren in zur Seite, so fährt man eine Kurve
12. Du möchtest einen Stein möglichst stark beschleunigen, damit er möglichst weit fliegt. Vor dir liegen zwei Steine mit der Masse m₁ = 500g und m₂ = 2kg. Gib an, welchen Stein du wählen solltest und begründe deine Entscheidung.
    Man sollte den leichteren Stein nehmen. Begründung: Da man selbst nur eine bestimmte Kraft hat, ist die Beschleunigung umso größer, je kleiner die zu beschleunigende Masse ist. Da die Masse m₂ = 2kg vier mal so groß ist wie Masse m₁ = 500g, wird Masse m₂ auch nur ein Viertel so stark beschleunigt wie Masse m₁, denn es gilt: F = m·a (Je größer die Masse m, desto kleiner ist die Beschleunigung)