Physikquiz

Grundwissen Newtonsche Axiome

1. Größen und Einheiten

Größe Formelzeichen Einheit Messgerät Bedeutung
Weg s

Meter,
1m

Lineal, Bandmaß Gibt an, wie weit zwei Punkte voneinader entfernt sind.
Zeit t Sekunde,
1 s 		Uhr Gibt an, wie lange ein Vorgang dauert.
Geschwindigkeit v Meter je Sekunde,
 Tachometer Gibt an, welcher Weg in einer bestimmten Zeit zurückgelegt wird.
Beschleunigung a Meter je Quadratsekunde
   Gibt an, um welchen Wert sich die geschwindigkeit in einer bestimmten Zeit ändert.
Kraft F Newton,
1 N		 Federkraftmesser Gibt an, wie stark ein Körper auf einen zweiten Körper wirkt.
Masse m Kilogramm,
1 kg		 Waage Gibt an, wie träge oder wie schwer ein Körper ist.

2. Formeln und Gesetze

1. Newtonsches Axiom: Trägheitsgesetz

wirkt auf einen Körper keine Kraft, so bleibt er im Zustand der Ruhe oder der geradlinig, gleichförmigen Bewegung.

2. Newtonsches Axiom: Grundgesetz

Wirkt auf einen Körper eine konstante Kraft, so bewegt er sich gleichmäßig beschleunigt. Die Beschleunigung ist proportional zur wirkenden Kraft und umgekehrt proportional zur Masse des Körpers.

3. Newtonsches Axiom: Wechselwirkungsgesetz.

Wirkt der Körper A mit der Kraft F auf den Körper B, so wirkt auch Körper B mit der gleichgroßen, aber entgegengesetzt gerichteten Kraft F auf den Körper A zurück.
actio = reactio

3. Zuammenhänge

zu 1. Fährt ein Auto mit konstanter Geschwindigkeit, so wirken auf das Auto zwei Kräfte: Reibungskräfte und die Motorkraft. Beide Kräfte sind gleich groß, wirken aber in entgegengesetzte Richtungen. Damit heben sie sich auf und die Summe aller Kräfte auf das Auto ist Null.

Im Weltall fliegen die Satelliten ohne Einfluß der Luftreibung. Deshalb können sie sich viele Jahre ohne Antrieb bewegen.

zu 2. Die Beschleunigung eines Autos ist bei gleicher Masse um so größer, je größer die Kraft des Motors ist. (Je stärker der Motor, um so kürzer ist die Zeit vonn 0 auf 100)
Die Beschleunigung eines Autos ist um so kleiner, je mehr zugeladen wurde. (In einem Fluchtauto sollten nicht zu viele Leute sitzen)

zu 3. Eine falsche Überlegung dazu: Da nach dem Wechselwirkungsgesetz zwei entgegengesetzte, aber gleich große Kräfte wirken, heben sie sich auf. Damit wären jegliche Bewegungen unmöglich.
Richtig: Die beiden Kräfte wirken auf zwei verschiedene Körper. Kann ein Körper diese Kraft nicht mehr aufbringen, kommt es zu einer Bewegung.

Beispiel: An einem Nagel in der Wand hängt eine Uhr. Auf die Uhr wirkt die Gewichtskraft nach unten. Die Uhr zieht an dem Haken. Damit der Nagel nicht unter dem Gewicht der Uhr rausrutscht, muss auf ihn eine Kraft in die entgegengesetzte Richtung wirken. Diese Kraft wird von der Wand aufgebracht (Reibung). Kann die Wand diese Kraft nicht mehr aufbringen, ist auch die Kraft, die auf die Uhr wirkt, geringer. Damit überwiegt die Gewichtskraft und die Uhr fällt runter.

Dynamik

Aufgabe: Klicke bei jeder Frage die richtige Lösung an, es kann immer nur eine sein.
Überprüfe danach die Eingaben.
1. Welche Einheit hat die physikalische Größe Masse?

1 m
1 Pfund
1 kg

2. Welche Einheit hat die physikalische Größe Kraft?

1 Kilogramm (1 kg)
1 Pferdestärke (1 PS)
1 Newton (1 N)

3. Welche Einheit hat die phys. Größe Beschleunigung?

4. Was bedeutet, die Kraft ist 1 N groß?

Ein Newton ist die Kraft, die ein Körper mit 100 g Masse hat.
Ein Newton ist die Kraft, die wirkt, wenn ein Fahrzeug in einer Sekunde um 1 m/s schneller wird.
Ein Newton ist die Kraft, die einen Körper von 1 kg Masse mit 1 m/s² beschleunigt.

5. Welche Aussage macht das Wechselwirkungsgesetz?

Wirkt auf einen Körper eine genügend große Kraft, so wechselt der Körper seinen Ort.
Wirkt ein Körper mit einer Kraft auf einen anderen Körper, so wirkt dieser Körper mit der gleichen Kraft auf den ersten Körper zurück.
Jede Körper, auf den eine Kraft einwirkt, ändert seine Form.

6. Welche Beschreibung ist für die physikalische Größe Kraft richtig?

Die Kraft gibt an, wie stark ein Körper auf einen anderen wirkt.
Die Kraft gibt an, wie träge ein Körper ist.
Die Kraft gibt an, wie schwer ein Körper ist.

7. Wie lautet das Trägheitsgesetz?

Wirkt auf einen Körper eine konstante Kraft, bewegt er sich gleichförmig weiter.
Jeder Körper ist träge.
Wirkt auf einen Körper keine Kraft, befindet er sich im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Bewegung.

8. Vergleiche die Masse eines Körpers auf der Erde mit der Masse des gleichen Körpers auf dem Mond.

Die Masse auf der Erde ist kleiner.
Die Masse auf der Erde ist größer.
Die Massen sind gleich.

9. Nach dem Trägheitsgesetz bewegt sich ein Körper, auf den keine Kraft wirkt, mit konstanter Geschwindigkeit weiter. Wieso kann man dann bei einer Autobahnfahrt nicht den Motor ausschalten, wenn man die gewünschte Geschwindigkeit erreicht hat?

Wenn man den Motor ausschaltet, bremst der Motor selbst das Auto und es würde stehenbleiben.
Auf das Auto wirken Reibungskräfte. Die Motorkraft dient bei einer konstanten Geschwindigkeit dazu, diese Kräfte zu überwinden.
Das Trägheitsgesetz gilt nur im Vakuum.

10. Warum können beim Anfahren einer Straßenbahn die Fahrgäste, die sich nicht festhalten oder keinen sichern Stand haben, umfallen?

Diese Fahrgäste haben keine feste Verbindung zur Straßenbahn, damit wirkt auf sie keine Kraft beim Anfahren und sie bleiben auf Grund ihrer Trägheit hinter der Straßenbahn zurück.
Da sie sich nicht festhalten, ist die Kraft, die beim Anfahren auf sie wirkt, so groß, dass sie umfallen.

Auswertung:
Erklärung:
richtige Antwort
falsche Antwort
wäre richtig gewesen