1000 1000 1 m3 1 dm3 1 cm3
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2.1 Welche Arten der Bewegung unterscheidet man? 2.2 Welche Maßeinheiten gibt es für Geschwindigkeiten? 80 40 60 20 100 12 0 0 2.3 Wie lautet die Formel zur Berechnung der Geschwindigkeit? 2.4 Wie groß ist die mittlere Geschwindigkeit eines Autos, das in 3 Stunden 180 km zurücklegt? – Formel und Rechnung! WEG GESCHWINDIGKEIT ZEIT 1. Stunde 55 km 2. Stunde 75 km 3. Stunde 50 km zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) 180 km in 3 h 2.5 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 2.7 2.6 Wie wirkt sich die Trägheit eines Körpers aus? 2.8 Welche Maßeinheiten werden für Massen verwendet? 1000 Woran erkennt man die Größe der Masse eines Körpers? Was gibt die Dichte eines Stoffes an und wie heißen die Maßeinheiten? 1000 ? ? ? 1 m3 1 dm3 1 cm3 Wasser bei + 4 °C 2.9 Nach welcher Formel kann die Dichte eines Stoffes berechnet werden? 2.10 5 cm3 Eisen haben eine Masse von 39 g. Wie groß ist die Dichte von Eisen? – Formel und Rechnung! MASSE DICHTE VOLUMEN 1 cm3 1 cm3 1 cm3 1 cm3 1 cm3 2.2 Schulbuch-Seite 8–9 2.1 Schulbuch-Seite 8–9 Meter pro Sekunde (m/s) beschleunigte, gleichförmige und verzögerte Bewegung Kilometer pro Stunde (km/h) 1 m/s = 3,6 km/h 2.4 Schulbuch-Seite 8–9 2.3 Schulbuch-Seite 8–9 v = s : t Geschwindigkeit = Weg : Zeit = 180 km : 3 h v zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) = 60 km/h 2.6 Schulbuch-Seite 10–11 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 2.5 Schulbuch-Seite 10–11 Schulbuch-Seite 10–11 = m : V = 39 g : 5 cm3 = 7,8 g/cm3 : t Schulbuch-Seite 10–11 2.7 Schulbuch-Seite 10–11 Die Dichte eines Stoffes gibt an, wie viel Masse 1 cm3, 1 dm3 oder 1 m3 dieses Stoffes hat. Maßeinheiten der Dichte sind: g/cm3, kg/dm3 oder t/m3. 2.10 s Jeder Körper setzt einer Änderung seiner Geschwindigkeit oder seiner Bewegungsrichtung einen Widerstand entgegen. Dieser Widerstand ist die Trägheit. Die Größe der Masse eines Körpers erkennt man an seiner Trägheit und an der Gewichtskraft, die auf ihn wirkt. 2.8 = Tonne – Kilogramm – Gramm t kg 2.9 g Schulbuch-Seite 10–11 Dichte = Masse : Volumen = (sprich: ro) m : V 2.11 2.12 Wie groß ist a) die Dichte von Wasser? Welche Arten von Kräften kann man unterscheiden? b) die Dichte von Ethanol? S c) die Dichte von Aluminium? d) die Dichte von Eisen? N zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) e) die Dichte von Quecksilber? 2.13 Welche Wirkungen kann eine Kraft haben? 2.14 Was ist 1 Newton? 2.15 Welche Maßeinheiten werden für Kräfte verwendet? 2.16 Wie lautet das Gesetz von Kraft und Gegenkraft? 1000 M ? 1000 1000 – ? – m ? – k ? 2N 2.17 Was ist die Ursache für die Gewichtskraft? 2.18 2N Welche Arten des Gleichgewichtes unterscheidet man? © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 a) b) c) S S S S S S Erde 2.19 Unter welcher Bedingung fällt ein Körper um? 2.20 Wovon hängt die Standfestigkeit eines Körpers ab? a) b) S S Eisen S S Standfläche Holz c) 2.12 Schulbuch-Seite 12–13 2.11 a) 1 g/cm3 oder 1 kg/dm3 oder 1 t/m3 Muskelkraft b) 0,79 g/cm3 Gewichtskraft c) 2,7 g/cm3 elastische Kraft 2.14 Magnetkraft d) 7,87 g/cm3 elektrische Kraft e) 13,55 g/cm3 Schulbuch-Seite 12–13 2.13 zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) 2.15 Schulbuch-Seite 18–19 Schulbuch-Seite 12–13 Mega- – Kilo- – Newton – Millinewton newton newton Zu jeder Kraft gibt es eine Gegenkraft, die gleich groß ist, aber in die entgegengesetzte Richtung wirkt. 2.18 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 Schulbuch-Seite 14–15 Schulbuch-Seite 12–13 Eine Kraft kann einen Körper verformen, in Bewegung setzen, abbremsen oder aus der Richtung bringen. Ein Newton ist annähernd die Kraft, mit der 100 g Masse zur Erde ziehen. 2.16 Schulbuch-Seite 10–11 MN 2.17 kN N mN Schulbuch-Seite 16–17 a) stabiles (sicheres) Gleichgewicht Ursache der Gewichtskraft ist die gegenseitige Anziehung zwischen Erde und Körper. b) labiles (unsicheres) Gleichgewicht c) indifferentes (unbestimmtes) Gleichgewicht 2.20 Schulbuch-Seite 20–21 2.19 Schulbuch-Seite 20–21 Die Standfestigkeit eines Körpers ist umso größer, a) je schwerer der Körper ist, b) je tiefer sein Schwerpunkt liegt, c) je größer seine Standfläche ist. Ein Körper fällt um, wenn sein Schwerpunkt nicht mehr senkrecht über der Standfläche liegt. 2.21 1 Welche Arten der Reibung gibt es? 2 2.22 Welche Arten der Arbeit kann man unterscheiden? 4 3 Öl Trommelbremse 2.23 Welche Maßeinheiten gibt es für die mechanische Arbeit? 1000 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) M ? 2.25 2.24 Wie kann zB die Arbeit 1 Joule verrichtet werden? 2.26 Wie groß ist die Arbeit, wenn ein Körper mit 5 kg Masse 2 m hoch gehoben wird? – Formel und Rechnung! 1000 – k ? – ? Nach welcher Formel kann eine mechanische Arbeit berechnet werden? ARBEIT KRAFT WEG 2m 5 kg 2.27 Was versteht man unter Leistung? 2.28 Was versteht man unter Energie? 2.29 Welche Arten der mechanischen Energie unterscheidet man? 2.30 Wovon hängt die Größe einer Drehwirkung ab? 2.22 Schulbuch-Seite 24–25 2.21 a) Hubarbeit 1. Haftreibung b) Reibungsarbeit 2. Gleitreibung c) Verformungsarbeit 3. Rollreibung d) Beschleunigungsarbeit 4. innere Reibung 2.24 Schulbuch-Seite 24–25 2.23 zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) 2.26 Schulbuch-Seite 24–25 Schulbuch-Seite 24–25 Megajoule – Kilojoule – Joule Die Arbeit 1 J wird zB verrichtet, wenn ein Körper, auf den eine Gewichtskraft von 1 N wirkt, 1 m hoch gehoben wird. MJ kJ 2.25 J Schulbuch-Seite 24–25 W = F · s = 50 N · 2 m Arbeit = Kraft mal Weg = 100 Nm W = F · s = 100 J 2.28 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 Schulbuch-Seite 22–23 Schulbuch-Seite 26–27 2.27 Unter Leistung versteht man die Arbeit, die in einer Zeiteinheit (1 s, 1 min, 1 h) verrichtet wird. Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten. 2.30 Schulbuch-Seite 30–31 Schulbuch-Seite 24–25 2.29 Schulbuch-Seite 26–27 Arten der mechanischen Energie sind: Eine Drehwirkung ist umso größer, je größer die wirkende Kraft und je länger der Kraftarm ist. a) Lageenergie b) Spannenergie c) Bewegungsenergie 2.31 2.32 Nach welcher Formel kann ein Drehmoment berechnet werden? Wie groß ist das Drehmoment, wenn die Kraft 10 N beträgt und der Kraftarm 5 cm lang ist? – Formel und Rechnung! DREHMOMENT KRAFT F = 10 N KRAFTARM r = 5 cm 2.33 2.34 Unter welcher Bedingung herrscht an einem Hebel Gleichgewicht? r1 = 20 cm Welche Beispiele gibt es für zweiseitige und einseitige Hebel? r2 = 10 cm zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) S F1 = 2 N F2 = 4 N M1 = 2 N ·x20 cm = 40 Ncm M2 = 4 N · 10xcm = 40 Ncm 2.35 2.36 Welche Gesetzmäßigkeiten gelten für feste und bewegliche Rollen? r2 r1 r1 r1 F1 R F2 r2 r2 F2 F1 Welche Aggregatzustände können Stoffe haben? F1 2.38 Wie erklärt man eine höhere Temperatur mit Hilfe der Teilchenvorstellung? 2.40 F2 Nenne zwei Beispiele für die Haarröhrchenwirkung? Tinte 2.39 r1 Welche Gesetzmäßigkeit gilt für Wellräder? r 2.37 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 r2 Spiritus Welche Geräte werden zur Messung der Temperatur verwendet? 2.32 Schulbuch-Seite 30–31 2.31 Schulbuch-Seite 30–31 M = F · r = 10 N · 5 cm Drehmoment = Kraft mal Kraftarm = 50 Ncm M = F · r = 0,5 Nm 2.34 Schulbuch-Seite 30–31 2.33 Schulbuch-Seite 30–31 Nussknacker Zange An einem Hebel herrscht Gleichgewicht, wenn die Drehmomente an beiden Hebelarmen gleich groß sind. Stange mit Drehpunkt am Ende Stange mit Auflage Kraft1 · Kraftarm1 = Kraft2 · Kraftarm2 zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) Zweiseitige Hebelwerkzeuge 2.36 Schulbuch-Seite 34–35 2.35 Kleine Kraft (F2) mal großer Radius (R) ist 2.37 Aufsteigen von Wasser in Mauern, in der Erde und in Pflanzen Schulbuch-Seite 42–43 Flüssigkeitsthermometer (mit Quecksilber oder Alkohol) Bimetallthermometer = F2 · r2 Schulbuch-Seite 34–35 Schulbuch-Seite 38–39 a) gasförmiger Zustand Die Teilchen sind frei beweglich. b) flüssiger Zustand Die Teilchen sind gut beweglich. c) fester Zustand Die Teilchen schwingen um feste Plätze. Saugende Wirkung eines Handtuches und eines Dochtes 2.40 r1 bewegliche Rolle: Kraft = Last : 2 Kraftweg = Lastweg · 2 große Kraft (F1) mal kleiner Radius (r). Schulbuch-Seite 40–41 · feste Rolle: Kraft = Last Kraftweg = Lastweg Für Wellräder gilt: 2.38 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 F1 Einseitige Hebelwerkzeuge 2.39 Schulbuch-Seite 42–43 Höhere Temperatur bedeutet in der Teilchenvorstellung, dass sich die Teilchen schneller bewegen. 2.41 2.42 Wie heißen die Maßeinheiten der Temperatur? 40° Wie sind die Fixpunkte der Temperatur in °C und K festgelegt? +100 °C +100 °C 0 °C 0 °C 1° 39° 38° 37° 36° 2.43 Wie stark dehnen sich Wasser und Luft beim Erwärmen um 100 °C aus? 2.44 Was versteht man unter Druck? Beispiel: Druckkraft F = 18 N auf 9 cm2 1 dm3 1,02 dm3 1 dm3 1,36 dm3 0 °C 100 °C 0 °C 100 °C Druck p = 2 N/cm2 1 cm2 zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) Wasser 2.45 Welche Maßeinheiten verwendet man für den Druck? 2.46 Nach welcher Formel kann der Druck berechnet werden? DRUCKKRAFT 10 N DRUCK FLÄCHE 1N 1 m2 2.47 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 Luft 1 cm2 Wie groß ist der Druck, wenn eine Druckkraft von 400 N auf eine Fläche von 10 cm2 wirkt? 2.48 400 N Wie erreicht man einen Kraftvorteil bei einer hydraulischen Anlage? 40 N 10 N 10 N 10 N 10 N 10 N 10 cm2 2.49 Welche Eigenschaften zeigt der hydrostatische Druck? 2.50 Wie groß ist der Gewichtsdruck von Wasser in einer bestimmten Tiefe? 10 N 1 l Wasser 2.42 Schulbuch-Seite 42–43 2.41 absoluter Nullpunkt: –273 °C = 0 K 1 Grad Celsius (1 °C) und 1 Kelvin (1 K) Schmelzpunkt des Eises: 0 °C = 273 K Siedepunkt des Wassers: +100 °C = 373 K 2.44 Schulbuch-Seite 46–47 2.43 zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) Unter Druck versteht man die Druckkraft, die auf eine Flächeneinheit (1 cm2, 1 m2) wirkt. 2.46 Schulbuch-Seite 44–45 Beim Erwärmen um 100 °C dehnt sich 1 l Wasser um ca. 20 cm3 aus, 1 l Luft um rund 366 cm3 aus. 2.45 Schulbuch-Seite 46–47 Maßeinheiten für den Druck sind a) 1 Pascal (Pa) = 1 N/m2 Druck = Druckkraft : Fläche p = F : und A b) 1 Bar (bar) = 100 000 N/m2 = 10 N/cm2 2.48 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 Schulbuch-Seite 46–47 Schulbuch-Seite 42–43 Schulbuch-Seite 48–49 2.47 p = F : A Bei einer hydraulischen Anlage erreicht man einen Kraftvorteil, wenn in einer Flüssigkeit ein großer Druck auf einen kleinen Kolben wirkt und auf einen größeren Kolben übertragen wird. 2.50 Schulbuch-Seite 50–51 Der Gewichtsdruck des Wassers in einer bestimmten Tiefe ist so groß wie die Gewichtskraft der (gedachten) Wassersäule über der Fläche. Schulbuch-Seite 46–47 = 400 N : 10 cm2 = 40 N/cm2 = 4 bar 2.49 Schulbuch-Seite 50–51 Eine Flüssigkeit drückt nach allen Seiten. Der Druck nimmt mit der Tiefe zu. 2.51 Wie stark drückt Wasser in 10 m Tiefe auf 1 cm2? Wassersäule h = 10 m 2.52 Wie lautet das archimedische Gesetz? 2.54 Wodurch entsteht der Luftdruck? 2.56 Wie stark drückt die Luft in Meereshöhe auf 1 cm2? V = 1 000 cm3 1 cm2 2.53 Wie kann sich ein Körper in einer Flüssigkeit verhalten? FA Auftriebskraft FA FA Ball Boot FG FA Gewichtskraft FG Stein zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) FG 2.55 Was hat der Physiker Torricelli über den Luftdruck herausgefunden? Vakuum 760 mm 1 cm2 Wie stark drückt die Luft auf einen 5 cm2 großen Saughaken? 0 Welche Maßeinheiten verwendet man für den Luftdruck? 790 780 770 760 750 Welche Messgeräte gibt es für den Luftdruck? ft Vakuum 800 2.58 Lu ft Lu 2.59 Höhe der Luftsäule ca. 1000 km Druck der Luft Bodendruck der Quecksilbersäule 2.57 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 FG 1060 1050 1040 1030 1020 1010 1000 2.60 Bei welchen Geräten werden Luftdruckunterschiede genutzt? Kolben 2.52 Schulbuch-Seite 52–53 2.51 Der Auftrieb eines Körpers ist so groß wie das Gewicht der von ihm verdrängten Flüssigkeit. 2.54 Schulbuch-Seite 56–57 In 10 m Tiefe drückt Wasser auf 1 cm2 mit einer Kraft von 10 N. 2.53 zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) 2.55 Schulbuch-Seite 58–59 2.57 Schulbuch-Seite 60–61 Schulbuch-Seite 58–59 Überlegung: Messgeräte für den Luftdruck sind das Quecksilberbarometer und das Dosenbarometer. 2.60 Schulbuch-Seite 58–59 Toricelli fand, dass der einseitig wirkende Luftdruck in Meereshöhe eine 760 mm hohe Quecksilbersäule im Gleichgewicht halten kann. In Meereshöhe drückt Luft auf jeden cm2 mit einer Kraft von rund 10 N. 2.58 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 Schulbuch-Seite 58–59 Schulbuch-Seite 54–55 Ein Körper kann in einer Flüssigkeit aufsteigen, schweben oder untergehen: Regeln: Aufsteigen: FA > FG Schweben: FA = FG Untergehen: FA < FG Der Luftdruck entsteht durch das Gewicht und die Stöße von frei beweglichen Luftteilchen. 2.56 Schulbuch-Seite 50–51 a) Druckkraft auf 1 cm2 : 10 N b) Druckkraft auf 5 cm2 : 50 N 2.59 Schulbuch-Seite 58–59 Maßeinheiten für den Luftdruck sind: Trinkhalm a) Millimeter Quecksilbersäule (mm Hg) Saugheber b) Millibar (mbar) Injektionsspritze c) Hektopascal (hPa) Brunnenpumpe 760 mm Hg = 1 013 mbar = 1 013 hPa 2.61 Mit welchem Gerät misst man Überdrücke? 2.62 Stromlinienform Röhrenfeder 2.63 2.64 Wie entsteht Schall? Saite Wovon hängt der Strömungswiderstand ab? 1-mal 8-mal 20-mal 28-mal Wie groß ist die Schallgeschwindigkeit in Luft? Stimmgabel Blitz ? in 1 s zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) Donner 2.65 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 2.67 2.66 Was gibt die Frequenz an? In welchem Frequenzbereich liegen die für uns hörbaren Schallschwingungen? unhörbar 2.68 zB 30 kHz 2.69 Mit welchen Angaben können die untere Hörschwelle und die Schmerzgrenze beim Hören angegeben werden? untere Hörschwelle: ? Mikropascal oder hörbar unhörbar Welcher Zusammenhang besteht zwischen Frequenz und Tonhöhe? ? Dezibel Schmerzgrenze: ? Dezibel zB 5 kHz Unter welcher Bedingung steigt ein Ballon auf? 2.70 Welche Ursachen hat der Auftrieb bei einem Flugzeug? Querschnitt einer Tragfläche (Beispiel) 2.62 Schulbuch-Seite 62–63 2.61 Der Strömungswiderstand hängt ab von: a) der Dichte und Zähigkeit des Strömungsmediums b) der Strömungsgeschwindigkeit und c) der Größe der Querschnittsfläche des Körpers und seiner Gestalt 2.64 Schulbuch-Seite 64–65 Ein Messgerät für Überdrücke ist das Röhrenfedermanometer. 2.63 zu Physik verstehen 2 (SBNR 160101) Die Schallgeschwindigkeit in Luft beträgt rund 340 m/s. (Das sind rund 1 200 km/h.) 2.66 Schulbuch-Seite 66–67 © Österreichischer Bundesverlag Schulbuch GmbH & Co KG, Wien 2013 Schulbuch-Seite 66–67 2.65 Schulbuch-Seite 66–67 Die Frequenz gibt an, wie viele Schwingungen pro Sekunde erfolgen. 2.67 untere Hörschwelle: 20 μPa oder 0 dB Schulbuch-Seite 66–67 Wir hören nur Schwingungen mit einer Frequenz von Schmerzgrenze: 120 dB 2.70 Schulbuch-Seite 64–65 Schall entsteht durch rasche Schwingungen eines elastischen Körpers. hohe Töne – hohe Frequenz tiefe Töne – niedrige Frequenz 2.68 Schulbuch-Seite 60–61 etwa 20 Hz bis 20 000 Hz. Schulbuch-Seite 76–77 Der Auftrieb bei einem Flugzeug entsteht durch die Gegenkraft der Luftablenkung an einer schräg gestellten Tragfläche, durch die Entstehung eines Überdrucks an der Unterseite und eines Unterdrucks an der Oberfläche der Tragfläche. 2.69 Schulbuch-Seite 74–75 Ein Ballon steigt auf, wenn die von ihm verdrängte Luft schwerer ist als er selbst (wenn die Auftriebskraft größer ist als die Gewichtskraft).
