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. Was gibt die physikalische Größe Beschleunigung an?

Die Beschleunigung gibt an, wie groß die Geschwindigkeit nach einer Sekunde ist.
Sie gibt an, wie schnell oder langsam ein Körper ist.
Sie gibt an, um welchen Wert sich die Geschwindigkeit in einer Sekunde ändert.
Sie gibt an, wie groß die Geschwindigkeit ist.

2. Welches Formelzeichen hat die physikalische Größe Masse?

kg
M
m

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

4. 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?

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

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

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 ein Körper mit 100 g Masse hat.
Ein Newton ist die Kraft, die einen Körper von 1 kg Masse mit 1 m/s² beschleunigt.

6. Welche Aussage macht das Netonsche Grundgesetz?

Jeder Körper, der eine Masse m hat, kann sich beschleunigt bewegen.
Wirkt auf einen Körper mit der Masse m eine konstante Kraft F, dann bewegt er sich mit der konstanten Beschleunigung a = F/m.
Bewegt sich ein Körper beschleunigt, wirkt auf ihn eine Kraft.

7. 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.

8. Welche Einheit hat die physikalische Größe Masse?

1 kg
1 Pfund
1 m

9. 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.

10. Welche Einheit hat die physikalische Größe Kraft?

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

Auswertung:
Erklärung:
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wäre richtig gewesen