Intro
Disclaimer
Wissen ist zum Teilen da. Ich teile mein Wissen mit Ihnen, lieber Kollege.Ich bin aber nicht perfekt. Unter worgtsone@hush.com nehme ich dankbar Ihre Verbesserungsvorschläge entgegen.
Bitte teilen Sie meine Web-Adresse nicht Ihren Schülern mit.
Soweit
2012 ist ein kurzes Schuljahr, also lasse ich diesmal Optik und Wetterkunde weg.Mechanik
Kraft
AusWirkungen von Kräften : Druckkraft, Reibkraft, Gewichtskraft, Zentripetalkraft.Beschleunigung; Verzögerung; Beharren.
Def.: Wir geben Kräfte in N (Newton) an.
1 Newton = 1 N ist die Gewichtskraft einer Tafel Schokolade zu 100g auf der Erdoberfläche.
Hilfssatz : Die Gewichtskraft in N auf der Erdoberfläche erhält man recht genau, wenn man das Gewicht in kg mit 10 multipliziert (also eine 0 dranhängt).
Im freien Weltraum auf einer unbeschleunigten Rakete gibt es kein Schwerefeld und auch keine Gewichtskraft.
Auf dem Mond ist das Schwerefeld nur 1/6 so groß wie auf der Erde.
Gehen Federwaagen auf dem Mond richtig? Gehen Balkenwaagen auf dem Mond richtig?
Kraftmeßgerät (aka Federwaage)
In einem Außenrohr gleitet ein Innenrohr. Sie sind durch eine Feder elastisch verbunden.
Auf dem Innenrohr sind häufig Ringe (meistens weiß-rot oder gelb-grün) aufgebracht.
Ohne Kraftwirkung schauen ca. drei Ringe heraus. Wenn man zieht, werden es mehr. Wenn man drückt, werden es weniger.
Die Feder ist am Außenrohr befestigt (mit Heißkleber o.ä.). Im Innenrohr klebt eine Art Schraube mit einem Gewinde, das genau innen in die Feder paßt. So kann man durch Verdrehen von Außen- und Innenrohr das Kraftmeßgerät auf 0 stellen.
Oder auf der Außenhülse klemmt noch eine Schiebehülse.
Goldene Regel der Mechanik
oder:
Bsp: Wippe, Balkenwaage, Schubkarre, Brechstange, Flaschenzug.
Kraftübertragung in Seil und Stange
Experiment : Wir ziehen an einem Ende eines Seils oder Netzkabels.Ergebnis : Es bewegt sich. Falls es das nicht soll, muß ich am anderen Ende des Seiles eine gleich große, entgegengesetzt gerichtete Gegenkraft einleiten.
Experiment : Wir drücken am Seil.
Ergebnis : Das geht nicht.
Experiment : Dasselbe mit einer Stange (Besen, Zeigestock, Arm,... )
Gegenkraft
Experiment : Wir ziehen an einem Ende eines unbelasteten Seils oder Netzkabels.Ergebnis : Es setzt sich in Bewegung.
Experiment : Wir ziehen an einem Ende eines Seils oder Netzkabels und verhindern, daß es sich in Bewegung setzt.
Ergebnis : Am anderen Ende wirkt eine weitere Kraft. Sie ist der ersten entgegengesetzt und genauso groß.
Hebel
Auch am Hebel gilt die Goldene Regel der Mechanik.Dabei erscheint am längeren Ende der größere Weg und die kleinere Kraft.
Bsp.: Balkenwaage, Wippe, Schubkarre.
Schiefe Ebene
Problem : Larissa möchte 1000kg Gold um 1m heben, um sie in ihren Lieferwagen zu verladen.Sie verwendet heute eine schiefe Ebene. Mit einem Seil und reibungslosen Rollen. Larissa muß nur die Kraft parallel zum Hang (Hangabtriebskraft) aufbringen.
Hinweis: Die Steigung einer Ebene gibt an, um wie viel sie auf einer gegebenen Strecke steigt.
Kiste mit Rollen freischneiden. Das Dreieck aus FSeil, FGewicht und FHang ist ähnlich dem Dreieck aus RampenHöhe, RampenBasis und RampenHang.
Auf einer Rampe 1:10 muß man nur etwa 1/10 der Gewichtskraft aufbringen, aber dafür 10mal so viel Seil aufwickeln.
Feste Rolle
Eine feste Rolle ist an einem ortsfesten Gegenstand befestigt.Ein Seil, das darumläuft, hat überall dieselbe Kraft.
Beispiel : Kran mit Schwenkausleger.
Lose Rolle (Flaschenzug)
Eine lose Rolle ist an einem kräftigen Seil befestigt. In dem Seil, das um die Rolle läuft, ist halb so viel Kraft wie in dem kräftigen Seil.Beispiel : Kran mit Laufkatze und Flaschenzug.
Wärmelehre
Wärme ist eine Erscheinungsform von Energie.Energieformen mit Fremdwort und Beispiel
| Energieform | Fremdwort | Beispiel |
| warmes Wasser | . | Heizung |
| Brennstoffe | chemische Energie | Kohle, Öl, Holz, Erdgas, Biogas |
| mechanische Spannung | . | Armbrust, Pfeil und Bogen, gespanntes Seil zwischen 2 Schiffen |
| Gas unter Druck | . | GasSpeicherwerk, Luftgewehr, Zahnarztbohrer |
| Strom | elektrische Energie | Lichtnetz, Akku, Batterie |
| Bewegung | kinetische Energie | Hammer, Speer, Projektil |
| LageEnergie | potentielle Energie | Stausee |
| Licht | . | Laser |
| Atomkraft | Kernenergie | AKW, Brutreaktor |
Thermometer
Wärme wird mit Thermometer gemessen.Volumenausdehnung
Manche Stoffe verändern ihr Volumen bei Temperaturänderung. Lasset uns also eine Flüssigkeit in eine Kugel sperren und ein sehr dünnes Rohr daran befestigen. Falls es wärmer wird, wird sich die Flüssigkeit ausdehnen und in dem GlasRohr ansteigen.Im Haushalt ist die Flüssigkeit gefärbter Alkohol (und mißt daher nur bis 40°C), im wissenschaftlichen Bereich wurde Quecksilber verwendet.
Skalierung
Wir verwenden die Skala nach Anders Celsius:- 0°C ist beim Gefrierpunkt von Wasser.
- 100°C ist beim Siedepunkt von Wasser.
Bimetall-Thermometer
Verschiedene Metalle haben verschiedene Ausdehnungs-Koeffizienten.Falls man zwei dünne Bleche aus verschiedenen Metallen zusammenwalzt, wird sich diese Anordnung bei Temperaturänderung verbiegen.
Am Ende des BiMetalls kann man einen Zeiger befestigen, der auf eine Skala zeigt.
Die Ausdehnungskoeffizienten der Metalle sind klein. Sichtbare Ausschläge bekommt man nur bei langen Bimetallen. In Haushaltsthermometern sind die Bimetalle daher spiralförmig aufgewickelt.
Zentralheizung
Wärme wird aus einer beliebigen Energie erzeugt und heizt Wassser.Eine Pumpe pumpt das warme Wasser im Kreis herum.
Je nach Ventilstellung bekomen die Heizkörper viel oder wenig warmes Wasser.
Schlaue Ventile (Thermostatventile REGELN die Temperatur und sparen viel Energie.
REGELN bedeutet: Im Ventil ist sowohl ein Sensor als auch ein Aktor
Der Sensor schaut, wie warm es tatsächlich ist.
Der Aktor dreht am Wasserdurchfluß herum: wenn es zu warm ist, dreht er das Wasser
zu, und umgekehrt.
Schlaue Bauherren dämmen die Häuser und sparen viel Energie.
Schlaue Pumpen laufen nur dann und nur so stark wie erforderlich und sparen Energie.
Temperaturschichtung im geheizten Zimmer
Zeichne.
Heizkörper werden üblicherweise unter den Fenstern montiert.
Leider kriecht dann ein Großteil der Wärme durch die dünne Wand hinter dem Heizkörper und
durchs Fenster gleich nach draußen.
Und es wäre viel einfacher, die Heizrohre im Wohnungsinneren zu konzentrieren und die
Heizkörper gegenüber vom Fenster zu montieren.
ABER dann würde die Luft am Fenster abkühlen und am Boden entlangströmen, bevor sie am Heizkörper aufgewärmt und wieder zum Fenster transportiert wird. Das gäbe unangenehm kalte Füße.
Aggregatzustände
Chemisch stabile Verbindungen kennen die Zustände fest, flüssig und gasförmig.Organische Verbindungen verändern sich irreversibel, wenn sie zu sehr gekühlt oder erwärmt werden. Diamant zB wird nicht flüssig, sondern verbrennt vorher.
Anomalie des Wassers
Bei Normaldruck hat Wasser seine größte Dichte bei 3,98 °C und zeigt damit seine Dichteanomalie:Wasser dehnt sich unterhalb von 3,98 °C bei weiterer Temperaturverringerung wieder aus -- auch beim Wechsel zum festen Aggregatzustand.
Das kennt man nur von wenigen Stoffen.
Quelle : wiki
Geringere Dichte heißt: mehr Volumen pro Masse.
Weil sich das dichteste Wasser von ca. 4°C unten in Teichen und Seen sammelt, können Amphibien und Fische dort in Winterstarre überleben, während es über ihnen kalt oder sogar gefroren ist.
Wasserturm
Wasser strömt aus der Straßenleitung bis hinauf in den zehnten Stock und kommt dort mit nennenwertem Druck aus dem Wasserhahn.Man kann diesen Druck mit Pumpen aufrecht erhalten (aufwendig) oder einen geeigneten Turm bauen, der mit dem Wassersystem verbunden ist. Für 4bar Druck im obersten Stockwerk muß der Wasserspiegel im Turm 40m über dem Wasserhahn sein.
So muß man nur soviel Wasser nachpumpen, wie verbraucht wird.
Elektrizitätslehre
Unerwünschte Wirkungen des Stroms
Bei über 40V: Krampf, Verbrennungen, Herzflattern oder -stillstand. Lebensgefahr.Sie sind nicht verpflichtet, den Verunglückten zu berühren.
Sie sind verpflichtet, einen Notruf abzusetzen und die Sicherungen herauszudrehen.
| Ding | Spannung [V] |
| Mignon-Zelle AA | 1,5 |
| Lithium-Ionen-Zelle | 3,7 bis 4,2 |
| Autobatterie | 12 |
| Lkw-Batterie | 24 |
| Lichtnetz | 240 |
| Drehstrom | 400 |
| Zündkerze von Auto oder Moped | 5000-20000 |
| Inneres vom Fernseher | 30000 und mehr |
| Überlandleitung | 100000-250000 |
| Hochspannungs-Gleichstrom | 1000000 und mehr |
| Blitz | 30000 und mehr |
Erwünschte Wirkungen des Stroms
Die el. Spannung (Arbeitsvermögen) treibt einen el. Strom durch den Verbraucher.Der produziert dann Wärme, Bewegung, Licht, Kälte oder transportiert Information.
Strom kann man sehr leicht transportieren, man muß nur zwei (besser drei) Kabel verlegen.
Strom ist sehr umständlich zu speichern, zB im Akku oder Pumpspeicher.
Ohmsches Gesetz
U = R * I.Spannung ist Widerstand * Strom.
Es gilt auch in äquivalenter Umformung : R = U / I. I = U / R.
Simpel gesagt: je mehr Spannung ich einem Ohmschen Widerstand anbiete, desto mehr Strom fließt hindurch.
Reihen- und Parallelschaltung
Wenn ich zwei Widerstände hintereinanderschalte, verhalten sie sich wie ein einziger Widerstand.Den kann ich berechnen, indem ich die Widerstände addiere. Der Gesamtwiderstand ist größer als jeder Einzelwiderstand.
Wenn ich zwei Widerstände parallel schalte, verhalten sie sich auch wie ein einziger
Widerstand.
Den Leitwert des Resultats kann ich berechnen, indem ich die Leitwerte addiere.
Leitwert : ist der Kehrwert des Widerstandes. Wenn er hoch ist, fließt viel Strom, und der Widerstand ist klein.
Einfacher Stromkreis
Jedes elektrische Gerät hat zwei metallische Pole. Beim einen fließt der Strom rein, beim andern raus.Wenn ich Verbraucher anschließen will, muß ich die Pole so verbinden, daß der Strom im Kreis fließen kann.
Löten : Schaltungsaufbau
Statt blanker Flächen und Gewinde kann ich meinen elektrischen Bauteilen auch Drähtchen oder Beinchen geben, sie auf eine Platine mit Leiterbahnen stecken oder kleben und anlöten.Astronomie
Planeten im Sonnensystem
| Mein | Vater | erklärte | mir | jeden | Sonntag | unsere | neun | Planeten |
| Merkur | Venus | Erde | Mars | Ceres | Jupiter | Saturn | Uranus | Neptun |
| 0,24 Jahre | 0,62 Jahre | 1 Jahre | 1,88 Jahre | 4,6 Jahre | 11,86 Jahre | 29,45 Jahre | 84,02 Jahre | 164,79 Jahre |
| 0,3825 Erdradien | 0,9488 Erdradien | 1 Erdradien | 0,5326 Erdradien | 0,0764 Erdradien | 11,209 Erdradien | 9,449 Erdradien | 4,007 Erdradien | 3,883 Erdradien |
| -170°-+400°C | 464°C | 15°C | -70°C | -106°C | -108°C | -138°C | -197°C | -200°C |
| 0 Monde | 0 Monde | 1 Mond | 2 Monde | 0 Monde | 63 Monde | 60 Monde | 27 Monde | 13 Monde |
Bewohnbarkeit
Wir haben auf der Erde eine mittlere Temperatur von 15°C, mit Extremen bis +-50°C. Entsprechende Kleidung, Heizung, Verhalten hilft beim Überleben.Auf der Erde ist es an den Polen 20..40°C kälter als im Mittel und am Äquator in Kontinentalklima wärmer. Vermutlich ist das bei anderen Planeten auch so.
Venus ist trotzdem zu heiß.
Mars wird zu -70°C im Mittel geschätzt; am Äquator wärmer; 1..2km unter der Oberfläche noch wärmer. Allerdings ist es dort normalerweise dunkel.
Pflanzen mitnehmen und wachsen lassen wäre sehr hilfreich : sie produzieren Sauerstoff und Nahrung und verbrauchen ... Abfälle. Ohne Pflanzen funktioniert das nicht.
Ringe
Alle Gasplaneten haben Ringe. Am besten zu sehen sind die vom Saturn.Umlaufbahn
Die inneren Planeten laufen schneller um als die äußeren : ein Venusjahr dauert nur 0,62 Erdenjahre. Wenn die Venus 5mal umgelaufen ist, ist die Erde 3mal umgelaufen und Neptun 1/55mal.Gedachte Linien zwischen Planet und Sonne überstreichen im gleichen Zeitraum die gleiche Fläche.
Raumfahrt
Um minimal Energie zu verbrauchen, startet man auf der Erde mit einer Geschwindigkeit und Richtung, die einen ins Perihel einer elliptischen Umlaufbahn bringt, während das Ziel gerade dort ist.Solche Konstellationen kommen zwischen Erde und Mars etwa alle 1,5 Jahre vor. Die energiesparende Reise von der Erde zum Mars dauert 9 Monate.
Sternbilder
Wo tagsüber die Sonne langstreicht, fahren nachts die Sterne spazieren. -- Eigentlich dreht sich die Erde.Wer wie wir auf der Nordhalbkugel sitzt, kann das ganze Jahr den nördlichen Himmelspol sehen. Zufällig steht dort ein Stern: der Polarstern.
Man findet ihn leicht, indem man die Hinterkante des Großen Wagens 5mal nach oben verlängert.
Im Winter sehen wir andere Sterne im Süden als im Sommer. Auch die nördlichen Sterne
drehen sich im Laufe des Jahres. -- Eigentlich wandert die Erde um die Sonne.
Einen Teil des südlichen Sternenhimmels sehen wir nie. Einen Teil des nördlichen Sternenhimmels sehen wir immer. In dessen Mitte sitzt der Polarstern.
Wenn wir am Äquator wohnen würden, wäre der Polarstern am nördlichen Horizont und das Kreuz des Südens am südlichen Horizont. Der Sternhimmel wechselt komplett alle halbe Jahre. Die Sonne läuft fast senkrecht.
Am Nordpol sieht man immer nur den nördlichen Sternenhimmel. Jedenfalls im Winter. Pro Jahr gibt es nur je einen Sonnenauf- und untergang.
Entstehung der Tageszeiten
Die Erde dreht sich einmal um sich selbst in 24h -- relativ zur Sonne.Da der Erdumfang (über die Pole gemessen) 40000km ist, ist die Bahngeschwindigkeit am Äquator 16670 km/h = 1,4mach. In FFM, auf dem 45. Breitengrad, noch ungefähr 1mach.
Entstehung der Jahreszeiten
Die Erdachse steht nicht senkrecht auf der Umlaufbahn um die Sonne, sondern ca. 33° schräg.Im Sommer scheint die Sonne hierzulande steiler, und die Tage sind länger und wärmer. Im Winter ist es umgekehrt.
Auf der Südhalbkugel sind die Jahreszeiten 1/2 Jahr versetzt.
Entfernung Sonne--Erde
8 Lichtminuten.Da das Licht 300000km/sec schnell ist, sind das 8*60*300000=144 Mill. km.
Da der Weg eines Jahres 2*PI*r ist, läuft die Erde mit einer Bahngeschwindigkeit von 144000000/365/24 = 16440km/h, das sind ca. 13,7mach.
Geschwindigkeit
Definition.
Geschwindigkeit ist Weg geteilt durch Zeit.Typische Einheiten der Geschwindigkeit sind daher m/sec und km/h.
Geschwindigkeiten von Fußgänger bis Verkehrsflugzeug
| Verkehrsmittel | km/h | m/s |
| Schnecke | . | 0,001 |
| Fußgänger | 4 bis 6 | . |
| Radfahrer | 20 | . |
| Auto auf Landstraße | 80 | . |
| Verkehrsflugzeug, zB A380 | 800 | . |
| Schall in Luft bei 1 bar | . | 333 |
| Überschallflugzeug, zB TU144 oder Concorde | 1 500 - 2 000 | . |
| Erde auf ihrer Bahn um die Sonne | . | 103 232 876 |
Berechne s. Berechne v. Berechne t.
Physiker sind faul und kürzen ab.| Abkürzung | Größe | Übliche Einheit | wird berechnet aus |
| s | Strecke, Weg | m, km | v * t |
| t | Zeit, tempus | sec, min, h (hour, Stunde), a (anno, Jahr) | s / v |
| v | Geschwindigkeit | m/s, km/h, mach (Vielfache der Schallgeschwindigkeit), c (Lichtgeschwindigkeit) | s / t |
Lichtgeschwindigkeit, Schallgeschwindigkeit
Die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum beträgt ca. 300000 km/s.Die Schallgeschwindigkeit in Luft von 1 bar beträgt ca. 333 m/s.
Die Schallgeschwindigkeit in Seewasser beträgt ca. 1500 m/s.
Entfernung Blitz und Donner berechnen
Sie befinden sich auf einer Wiese. In 6km Entfernung schlägt der Blitz in einen Turm.a) Wie lange braucht das Licht vom Turm bis in Ihr Auge?
b) Wie lange braucht der Schall vom Turm bis in Ihr Ohr?
c) Wie groß scheint die Zeitdifferenz zwischen Licht und Schall zu sein? Wenn du erfahren willst, wieviele km entfernt dieser Blitz war,
teile die Anzahl der Sekunden zwischen Blitz und Donner durch 3.
Übungen Mechanik
Schokolade
Welche Gewichtskraft hat eine große Tafel Schokolade (200g)a) auf der Erdoberfläche?
b) auf einer Umlaufbahn um Jupiter ?
Seilkraft
Welche Kraft wirkt in einem Seil, an dem eine Tafel Schokolade zu 100g hängt? Das Gewicht des Seils darf vernachlässigt werden.Kette
Welche Kraft wirkt in einer Kette, an dem ein 40-Fuß-Container zu 15t hängt? Das Gewicht der Kette darf vernachlässigt werden.Gewicht
Welche Gewichtskraft hat eine Tonne Gold (1000kg)a) auf der Erdoberfläche?
b) in einer Umlaufbahn um Neptun?
Boot
In einem Boot auf einem Teich sitzt jemand und wirft Steine über den Bug.Was passiert?
Boot2
Ein Boot auf einem Teich hat einen Motor, der eine Pumpe treibt. Die Pumpe saugt Wasser an und spritzt es Richtung Heck.Was passiert? Warum?
Boot3
In einem Boot auf einem Teich sitzt jemand und zieht an einem Seil, das an einem Baum am Ufer befestigt ist.Was passiert? Warum?
Rakete
Eine Rakete wirft heiße Verbrennungsgase hinten heraus. Was passiert?Raumstation
Eine Raumstation zündet zwei entgegengesetzt gerichtete Raketen, die an gegenüberliegendenSeiten der Hülle befestigt sind, für 2 Sekunden.Was passiert?
Kraftmeßgerät
Skizziere und erläutere ein Kraftmeßgerät.Reißlänge
Ein Seil wiegt 13g pro Meter und trägt maximal 300kg.Wie lang darf es maximal sein, damit es nicht aufgrund seines Eigengewichtes oben am Aufhängepunkt reißt, wenn man es senkrecht aufhängt?
Gegenkraft
Schüler Bernd sitzt auf seinem Stuhl und bewegt sich nicht. Auf ihn wirkt die Anziehungskraft der Erde.a) Wo und in welche Richtung wirkt die Gegenkraft?
b) Ich ziehe blitzartig seinen Stuhl weg. Was passiert?
Hebelei
Larissa möchte Rollen von 5cm Durchmesser mit einem Hebel unter einer schweren Goldkiste plazieren.Sie benutzt einen Hebel 1:10.
a) Wie weit muß sie das lange Hebelende herunterdrücken, um die Kiste 5cm zu heben?
b) Mit welcher Kraft muß sie drücken?
c) Warum muß sie nur die halbe Kiste anheben?
Verstärkung
Larissa schafft es nicht, eine 750kg schwere Kiste eine Ebene 1:10 hochzuziehen.a) Mit welcher Kraft muß sie ziehen?
b) Würde ein Flaschenzug helfen? Wie?
c) Würde eine Ebene 1:20 helfen? Wie?
d) Würde ein Hebel 1:10 helfen? Wie?
e) Würde ein Schneckengetriebe helfen? Wie?
Porenbeton
Klaus hebt eine Palette Porenbeton-Steine auf einen Rollwagen (Gesamtgewicht=364kg) und schiebt sie eine Rampe der Steigung 1:13 hinauf.Mit welcher Kraft muß er schieben?
Wippe
Auf einer Wippe sitzt rechts ein Kind von 60kg, 2m vom Lager entfernt.Wo muß ein Kind von 25kg auf der linken Seite sitzen, damit die Wippe im Gleichgewicht ist?
vergleiche kraft * weg
- Ein kräftiger Mann hebt 50kg über eine feste Rolle um 1m.
Welche Seilkraft muß er aufbringen?
Wieweit muß er das Seil einholen?
Was kommt heraus, wenn man beides multipliziert? - Larissa hebt 50kg mit einem einfachen Flaschenzug um 1m.
Welche Seilkraft muß sie aufbringen?
Wieweit muß sie das Seil einholen?
Was kommt heraus, wenn man beides multipliziert? - Ein Huhn von 1kg Gewicht soll dieselbe Arbeit verrichten.
a) Welche Seilkraft muß es aufbringen?
b) Wieviel Flaschenzüge muß man hintereinanderschalten?
c) Wieweit muß es das Seil einholen?
d) Was kommt heraus, wenn man Weg und Kraft multipliziert?
Wer zieht?
Benenne die Seilabschnitte mit Großbuchstaben. Fang bei der Last mit A an.
Welche Kraft wirkt am Männchen?
Wer zieht ?
Benenne die Seilabschnitte mit Großbuchstaben. Fang bei der Last mit A an.
Welche Kraft wirkt am Männchen?
Flaschenzug
Skizziere und erläutere einen Flaschenzug mit 2 losen Rollen.Golden
Nenne die Goldene Regel der Mechanik.Nenne Beispiele, und beschreibe eins genauer.
Übungen Wärmelehre
Energie
Energie kann nicht erzeugt oder verbraucht, sondern nur gewandelt werden.a) Nenne eine Form von Energie, die leider nicht mit technischen Mitteln in andere Energie gewandelt werden kann.
So wie sie im Winter um jedes geheizte Haus herum entsteht.
b) Nenne 5 Arten von Energie, die du einem Felsblock zuführen kannst.
E-Heizung
Wie würde eine elektrische Raumheizung funktionieren?Pendel
Ein Fadenpendel wandelt beim Schwingen eine Sorte Energie in die andere. Welche?Wandlung
Welche Energien wandelt ein gut bzw. ein schlecht gedämmtes Haus?Welche Energien wandelt eine Bremse am Fahrzeug?
Gäbe es dafür schlauere Verwendung?
Messen
Beschreibe Aufbau und Funktion eines Quecksilber-Thermometers.Warum steigt und sinkt der Quecksilberspiegel?
Wenn die Temperatur steigt, dehnt sich das Quecksilber in dem Behälter aus. Die Ausdehnung kann in dem dünnen Röhrchen beobachtet werden.
Bimetall
Beschreibe die Funktionsweise und Ablesung eines spiralförmigen Bimetall-Thermometers.Bei Temperaturänderung dehnt sich eine Seite der Platte stärker aus als die andere, so daß die Platte sich entsprechend der Temperatur verbiegt.
Aus praktischen Gründen sind die Platten SEHR lang und spiralförmig aufgerollt. Das eine Ende ist einstellbar fixiert, das andere dreht einen Zeiger über eine Skala.
Bügeleisen
Beschreibe die Funktionsweise der Temperaturregelung eines Bügeleisens.Bei Kälte berührt er einen Kontakt und schaltet er das Bügeleisen ein, bei Wärme gibt er den Kontakt frei und schaltets wieder aus.
Durch Verstellen des Kontaktes an einem Handrad kann man verschiedene Temperaturen vorwählen, die dann automatisch gehalten werden.
Kaffeemaschine
Warum klickt eine Kaffeemaschine, nachdem der Kaffee hindurchgelaufen ist?Celsius
Welche Übergänge zwischen Aggregatzuständen zog Herr Celsius für seine Definition der Temperatur heran?Bei welcher Temperatur und welchem Druck?
100°C ist beim Siedepunkt von Wasser.
Unter Normalbedingungen, d.h. 1013mbar (= ca. 1 bar) Druck.
Alkohol
Warum ist die Skala eines Haushalts-Thermometers ungleich geteilt?Warum geht sie nur bis 40°C?
Zentralheizung
Eine Zentralheizung wandelt Energien.a) Welche?
b) Ist ein Thermostatventil eine Regelung oder eine Steuerung?
c) Welches Ziel verfolgt man durch den Einsatz von Thermostaten?
b) Eine Regelung, denn es ist ein Sensor eingebaut: ein ''Wachsthermometer'', das sich ausdehnt und den Zufluß an warmem Wasser drosselt, wenn die Raumthemperatur hoch genug ist.
c) Thermostate heizen nur wenn es gebraucht wird, und sparen so Energie.
Heizkörper
Warum werden Heizkörper nicht an die Innenseite von Zimmern gebaut, sondern unter die Fenster?Heizkörper2
Auch kleine Heizkörper erwärmen nach einer Weile das Zimmer (außer es zieht irgendwo).Wer rührt die Luft um?
CPU
Wie würde eine geräuschlose PC-Kühlung funktionieren?Wind (wiki : Kamineffekt)
In einer Wüste legt jemand eine große schwarze Plane von 200x200qm in 1m Höhe aus. In der Mitte stellt er ein hohes Papprohr auf, das durch die Plane geht.a) Was passiert?
b) Wie heißt das Phänomen?
c) Wie kann man das nutzen?
b) Kamineffekt? Aufwindkraftwerk?
c) Indem man im Fuß der Pappröhre kleine Windräder einbaut, die den Luftstrom in el. Strom wandeln.
Frosch
Falls du ein Frosch wärst, deinen Stoffwechsel stark herunterregeln und über die Haut atmen könntest -- wo würdest du überwintern?Übungen Elektrizitätslehre
Extrablatt
Übungen : Siehe phy-js.html.Berechne den Strom
An Widerstand von 300 Ω mißt du eine Spannung U=12V. Wie berechnest du den Strom, der da hindurchfließt?Wirkung
Nenne 5 erwünschte und 2 unerwünschte Wirkungen von Elektrizität.Herzstillstand; Krampf; Tod.
Unbekannt
In einer Bastelkiste findest du einen unbeschrifteten Widerstand, eine 9V-Batterie und ein Multimeter.Wie kannst du den Widerstand bestimmen?
Stromkreis
Wieviele elektrische Kontakte hata) eine Batterie?
b) eine Glühbirne?
c) ein Ein/Aus-Schalter?
d) Wie baust du aus den genannten Teilen einen Stromkreis?
d) Von jedem Teil ein kabel zum nächsten führen, so daß ein Stromkreis entsteht.
Übungen Astronomie
Planeten
Nenne die 9 Planeten in der Reihenfolge von außen nach innen.Welcher Satz hilft dir dabei?
Mein Vater erklärte mir jeden Sonntag unsere neun Planeten.
Hinweis: Pluto ist kein Planet mehr, weil er zu klein gegenüber seinem Mond ist.
Hinweis: Ceres ist ein Planet, da sie innerhalb des Asteroidengürtels groß genug und tropfenförmig rund ist.
Wer?
Zwischen welchen Planeten steht Ceres? Wie heißt das dort befindliche Band aus Planetentrümmern?Nachbarn
Wie heißen die beiden Planeten, die der Erde am nächsten sind?Jahreszeiten
Wie entstehen die Jahreszeiten?Deshalb bekommt eine Hälfte der Erde im Sommer mehr und im Winter weniger Licht.
Frida
Frida hat am 02. Februar Geburtstag und feiert ihn regelmäßig im Sommer.Wie kann das sein?
Hell
Der eine innere Planet hat eine weiße Wolkenatmosphäre und ist daher gut zu sehen.Welcher? Zu welchen Tageszeiten?
Norden
Wie finden Sie Norden in einer sternklaren Nacht auf der Nordhalbkugel?Norden2
a) Wie viele Sonnenauf- und -untergänge sieht man in einem Jahr am Nordpol?Äquator
Wie scheint die Sonne zu laufen, wen man sich am Äquator befindet?8 Lichtminuten
Das Licht braucht 8 Minuten von der Sonnenoberfläche bis zur Erde.Wie weit (in km) sind beide voneinander entfernt?
Übungen Geschwindigkeit
Extra-Seite
Übungen : Siehe phy-js.html.Erwartete Ankunftszeit
Du möchtest von Offenbach nach Dietzenbach (13km) fahren. Mit deinem Fahrrad schaffst du im Schnitt 17km/h. Du fährst um 13:00 Uhr los.Wann wirst du am Ziel eintreffen, wenn nichts dazwischenkommt??