alle 1. Schulaufgaben Klasse 8 II+III - mathe

Realschule
1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
1.
Ein Wanderer (mit Rucksack 90 kg) geht von einer 1400 m hoch gelegenen Hütte zum
Gipfel eines Berges in 2100 m Höhe.
Welche Arbeit verrichtet er dabei?
Spielt es für das Rechenergebnis eine Rolle, wie steil der Weg zum Gipfel ist?
Begründe deine Antwort.
2.
Eine elastische Schraubenfeder hat die Federhärte 0,5 N/cm
Zeichne das Kraft-Weg-Diagramm der Schraubenfeder.
3.
Eine Schraubenfeder hat im ungespannten Zustand die Länge 18,0 cm und sie
hat die Gewichtskraft 6,0 N. Hängt man an sie die genau gleiche Feder, so ist die
Anordnung nun 40,0 cm lang.
a) Berechne die Federkonstante der einzelnen Feder.
b) Berechne die Federhärte der gesamten Anordnung.
4.
An einen Flaschenzug mit insgesamt 8 Rollen wird eine Last von 152,0 N
angehängt. Das Gewicht der einzelnen Rolle beträgt 11,0 N. An das andere (lose)
Ende des Flaschenzuges wird ein Gewichtsstück von 22 N gehängt.
Was geschieht? Begründe die Antwort durch eine Rechnung.
5.
Ein homogener Quader mit der quadratischen Grundfläche A = 220,0 cm2 und der
Höhe h = 138 cm hat eine Gewichtskraft FG = 850 N.
a) In welchem Punkt des Quaders greift die Gewichtskraft FG (idealisiert) an?
b) Aus welchem Material könnte der Quader gefertigt worden sein?
(Rechne mit 1 kg  10 N)
Einige Dichtewerte
Holz:
 = 0,6 g/cm3,
Gummi:
 = 1,8 g/cm3,
Aluminium:  = 2,7 g/cm3,
RP_A0140 **** Lösungen 4 Seiten (RP_L0140)
Marmor:
 = 2,8 g/cm3,
Stahl:
 = 7,9 g/cm3,
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
1.
Beschreibe einen Versuch, mit dem man nachweisen kann, dass die Wirkung
einer Kraft von ihrem Angriffspunkt abhängig ist.
(Aufbau – Durchführung – Ergebnis)
2.0
Bei einer Schraubenfeder ergab eine Messreihe folgende Wertetabelle:
F in N
0
2,5
4,0
5,2
6,6
9,0
13,0
l in cm
0
4,2
6,7
8,6
11,0
12,0
14,0
2.1
Nenne das Hookesche Gesetz im Wortlaut.
2.2
Übertrage die Wertetabelle aus 2.0 auf dein Blatt und ermittle rechnerisch den
Gültigkeitsbereich des Hookeschen Gesetzes.
Begründe deine Antwort kurz!
2.3
Welche Dehnung erzielt man mit einer Kraft von 3,0 N bei der Feder aus 2.0?
Vollständiger rechnerischer Lösungsweg!
2.4
Wie verhalten sich zwei Schraubenfedern mit unterschiedlichen Federkonstanten
bei Einwirkung derselben Kraft?
Begründe deine Antwort kurz!
3.1
Was versteht man in der Physik unter dem Begriff „Trägheit“?
3.2
Ein Bleiwürfel hat auf der Erde die Masse 10,0 kg. Welche Masse und welche
Gewichtskraft hat der Würfel auf dem Mond?
Gib die jeweiligen Maßzahlen mit Einheit an!
4.
Eine Messflasche nimmt bei vollständiger Füllung mit Flüssigkeit genau 10,0cm³
Flüssigkeit auf. Mit Hilfe einer solchen Messflasche soll die Dichte von Benzin
bestimmt werden. Die Messflasche hat leer die Masse m1  35,7 g , mit der
Benzinfüllung (vollständig gefüllt) die Masse m2  42,9 g .
Wie groß ist die Dichte von Benzin?
(Vollständige rechnerische Lösung der Aufgabe!)
5.
Wann sind zwei Kräfte im Gleichgewicht?
Gib die dazu nötigen Bedingungen an.
6.
Ein 70 kg schwerer Mann steigt 1998 im Berliner Fernsehturm die 987 Stufen,
das sind etwa 200 m, in 6 Minuten hinauf. Welche Arbeit verrichtet er dabei?
Wie groß ist seine Leistung?
RP_A0141 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0141)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
1.1
Welche Bestimmungsstücke einer Kraft können mit Hilfe einer Kombination aus
loser Rolle, fester Rolle und Seil verändert werden?
1.2
Stelle dir die kreisförmige Bewegung eines Fahrradpedals vor und zwar eine volle
Umdrehung vom höchsten Punkt über den vordersten Punkt zum tiefsten Punkt und
über den hintersten Punkt zurück.
a) In welchen Stellungen des Pedals ist ein Tritt mit antreibender Kraftwirkung auf das
Pedal nur sinnvoll? Begründe deine Antwort!
b) Der Fuß soll das Pedal vertikal nach unten treten. In welcher Stellung kann das
größte Drehmoment ausgeübt werden? (Kurze Begründung deiner Antwort!)
c) Das obere Pedal steht beim Anfahren fast oben, jedoch etwas nach vorn.
Wie muss der Fuß das Pedal treten, damit ein möglichst großes Drehmoment
ausgeübt wird?
1.3
1.4
Zwei Kinder mit den Gewichtskräften F1  200N und F2  300N sitzen auf
verschiedenen Seiten einer Wippe, jeweils in 1,5 m Abstand vom Drehpunkt.
Wo muss sich ein drittes Kind ( F3  150N ) hinsetzen, damit die Wippe im
Gleichgewicht ist? Rechnerische Bestimmung mit allgemeinem Ansatz !!
Mit einer Hebelstange sollen die drei möglichen Gleichgewichtsarten demonstriert
werden.
a) Skizziere diese drei Gleichgewichtsarten und benenne sie!
b) Gib die jeweilige Lage von Drehpunkt und Schwerpunkt an!
c) Wie bewegt sich der Schwerpunkt, wenn die Hebelstange aus diesen
Gleichgewichtsarten gebracht wird?
2.1
Gib den „Energieerhaltungssatz“ im Wortlaut an!
2.2
Erkläre, was man unter dem „Wirkungsgrad“ einer Maschine versteht.
(Wortlaut, keine Formel!)
2.3
Aus der Höhe h fällt ein Gummiball auf den Boden und springt wieder hoch.
a) Beschreibe die dabei auftretenden Energieumwandlungen.
(Skizze mit Beschriftung!)
b) Warum springt der Ball nicht mehr bis in die Ausgangshöhe h zurück?
2.4
Ein Bierfass ( FG  1200N ) wird über eine 2,5 m lange schiefe Ebene auf die 0,90 m
hohe Ladefläche eines Lieferwagens gerollt. Dabei müssen die Brauereiarbeiter
450 N Kraft aufwenden. Berechne den Wirkungsgrad  dieser einfachen Maschine.
RP_A0142 **** Lösungen 2 Seiten (RP_L0142)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
1.
Ein Körper mit der Gewichtskraft 2500 N
wird an zwei Seilen in eine Grube hinabgelassen. (siehe Skizze)
Ermittle durch Konstruktion, wie groß die
Haltekräfte an den freien Seilenden sein
müssen, um K in Ruhe zu halten!
Gib die Beträge von F1 und F2 an.
Für die Konstruktion: Maßstab: 500 N  1 cm
2.1
Durch welchen Versuch haben wir den Zusammenhang zwischen der Reibungskraft
und der Normalkraft eines Körpers bestimmt?
(Aufbau – Durchführung – Auswertung – Ergebnis)
2.2
Warum ist der Bremsweg eines Autos mit blockierenden Rädern länger, als beim
Bremsen mit gerade nicht blockierenden Rädern?
(Kurze physikalische Erklärung!)
2.3
Ein Straßenbahnwagen hat die Gewichtskraft FN  80kN . Er wird von zwei Arbeitern
mit der Kraft F = 160 N geschoben. Wie groß ist die Reibungszahl  ?
3.1
Warum ist bei der Beschreibung des Bewegungszustandes eines Körpers ein
Bezugssystem notwendig?
3.2
Ein Hamster läuft in seinem Laufrad und scheint nicht von der Stelle zu kommen.
Beschreibe den Bewegungszustand des Hamsters
a) in Bezug auf die Innenfläche des Laufrades
b) in Bezug auf die Erdoberfläche
3.3
Was versteht man unter Momentangeschwindigkeit? Gib ein Beispiel an, wo die
Messung der Momentangeschwindigkeit eine Rolle spielt!
3.4
Ein Motorradfahrer legt in 0,3 s eine Strecke von 10 m zurück. Berechne seine
Geschwindigkeit in m/s und km/h.
3.5
Welcher Zusammenhang besteht bei einer gleichförmig beschleunigten Bewegung
zwischen
a) Weg und Zeit?
b) Geschwindigkeit und Zeit?
RP_A0143 **** Lösungen 4 Seiten (RP_L0143)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
1.
Ist es sinnvoller, einen beladenen Handwagen zu schieben oder zu ziehen?
Begründe die Antwort mit Hilfe geeigneter Kräfteparallelogramme.
(Jeweils Zeichnung mit zugehöriger Erklärung!)
2.
Kann ein Mann einen Kleiderschrank ( FN  1500N ) auf einem PVC-Fußboden
verschieben (   0,60 ), wenn er höchstens eine Verschiebekraft von 1000 N
aufbringen kann? (Rechnerische Lösung!)
3.1
Wovon hängt die Größe der Drehwirkung eines Hebels ab?
3.2
Wann spricht man von einem
3.3
Bei einem Hebel hängt links von der Drehachse in 20 cm Abstand ein Körper mit
0,75 N Gewichtskraft.
Wie groß muss der Abstand eines Körpers auf der anderen Seite der Drehachse
mit 0,60 N Gewichtskraft sein, damit der Hebel im Gleichgewicht ist?
(Rechnerische Lösung mit Lösungsansatz!)
4.
Warum fällt es einem leichter, einen schweren Gegenstand mit Hilfe einer
Schiefen Ebene auf einen Wagen zu befördern, als ihn direkt hinauf zu heben?
Welchen Nachteil muss man dabei aber in Kauf nehmen?
5.1
Was verstehen wir unter dem Begriff Energie?
5.2
Auf welche Weise kann einem Körper mechanische Energie zugeführt werden?
5.3
Wann gibt ein Körper Energie ab?
6.0
Beim Schaukeln wird ständig Energie umgewandelt.
6.1
In welchem Punkt wird das Maximum der kinetischen Energie erreicht?
6.2
Wann wird Beschleunigungsarbeit verrichtet?
6.3
Auf welche Weise können Energieverluste, die zum Stillstand der Schaukel führen
würden, ausgeglichen werden?
7.
Erkläre, was man bei Energiewandlern unter dem Wirkungsgrad versteht.
Wie kann man diesen berechnen? Was bedeutet   0,80 ?
RP_A0144 **** Lösungen 2 Seiten (RP_L0144)
a) einseitigen Hebel
b) zweiseitigen Hebel?
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
1.
Ein Pkw ( FG  8,4kN ), besetzt mit drei Personen ( FG jeweils 700 N), fährt auf einen
500 m hohen Berg.
a) Berechne die dabei verrichtete Hubarbeit.
b) Welchen Wirkungsgrad hat der Motor, wenn ihm 15  103 kJ Arbeit zugeführt
werden?
2.
Ein Pkw fährt mit einer Durchschnittsleistung von 15 kW 1,5 Stunden lang.
Der Motor muss dabei eine Kraft von 600 N aufbringen.
Welche Strecke hat der Pkw zurückgelegt?
3.
Was versteht man unter dem Begriff Energie?
4.
Welche mechanischen Energieformen gibt es?
Gib zu jeder Energieform jeweils ein Beispiel an und gib an, welche Art von Arbeit ein
Körper mit dieser Energie verrichten kann.
5.0.
Warum setzt sich eine Kugel auf einer geneigten Unterlage in Bewegung?
5.1
Eine Kugel wird auf einer
gekrümmten Bahn losgelassen
(siehe Skizze rechts).
Beschreibe ausführlich den
Bewegungsablauf der Kugel
mit Hilfe von Energieumwandlungen.
5.2
Warum kommt die Kugel schließlich zur Ruhe?
6.0
Der Flaschenzug in nebenstehender Abbildung
besitzt zwei lose und zwei feste Rollen.
Die Gewichtskraft des angehängten Körpers ist
FK  500 N , die Gewichtskraft einer losen Rolle
ist FR  100 N .
6.1
Bestimme jeweils den Betrag der Kraft in den
Seilabschnitten 1 bis 5, damit sich die
Anordnung im Gleichgewicht befindet.
6.2
Berechne nun das Verhältnis der Gewichtskraft
FK des Körpers zur Zugkraft FZ .
RP_A0145 **** Lösungen 2 Seiten (RP_L0145)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Thema: Mechanik
1.0
Ein Skifahrer fährt nach einer Schussfahrt in einen waagrechten Hang    0,12  ein.
Dort wird er mit einer Kraft von 63 N gebremst.
1.1
Wie heißt die Kraft, die ihn bremst? Nenne die genaue Art.
1.2
Welche beiden anderen Arten dieser Kraft kennst Du? Ordne die drei Arten von der
größten zur kleinsten Kraft.
1.3
Wie groß ist die Gewichtskraft des Skifahrers?
1.4
Wie groß ist seine Masse?
1.5
Wie groß wäre seine Masse auf dem Mond?
2.0
Ein Sandsack mit der Gewichtskraft 3240 N wird mit Hilfe eines Flaschenzuges
hochgezogen. Dabei wendet man eine Kraft von 540 N auf.
2.1
Wie viele Rollen hat der Flaschenzug?
2.2
Berechne die Länge des Seilstückes, das durch die Hände des Ziehenden geht,
wenn der Sandsack um 6,2 m hochgezogen wird.
2.3
Welche Arbeit wird dabei verrichtet?
3.0
Max (75 kg) läuft in 5 Minuten vom ersten in den vierten Stock seines Hauses.
3.1
Berechne die dabei verrichtete Arbeit, wenn die Höhe eines Stockwerkes 2,80 m ist.
3.2
Welche Leistung erbringt Max dabei?
3.3
Welche Art von Arbeit hat Max verrichtet und wie heißt die Energie, die er jetzt
zusätzlich gespeichert hat? (Nenne beide Begriffe und gib dafür das Symbol an)
3.4
Welche anderen Arten von Energie kennst Du noch? (Übertrage die untenstehende
Tabelle auf Dein Blatt und nenne alle Begriffe und ordne die Arten der Arbeit zu, aus
der sie entstehen.)
Arten der Arbeit
RP_A0146 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0146)
Energie (beide Begriffe und Symbol)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Thema: Mechanik
1.
a) Gib die Formel zur Berechnung der Dichte an.
b) Wie groß ist das Volumen einer Kupferschale ( Dichte  8,9 g / cm3 ), wenn sie
eine Masse von 65 g hat?
c) Schnee besitzt eine Dichte von 0,2 g / cm3
Welche Masse hat ein Schneehaufen mit einem Volumen von 15 m3 ?
2.
Gilt die unter 1b) gemachte Angabe für die Dichte von Kupfer auch auf dem Mond?
Begründe deine Antwort.
3.
Nenne ein Beispiel für technische Anwendungen, bei denen Reibung unerwünscht ist.
Erkläre physikalisch, wie man die Reibung verringern kann.
4.
Wie viel Kraft ist erforderlich um eine Steinskulptur ( m  90 kg ) auf einem
Holzfußboden zu verschieben?
Reibungszahlen für das Stoffpaar Stein - Holz:  Gleit  0,30 und  Haft  0,70
5.
a) Wozu dienen sogenannte Kraftwandler? Gib eine allgemein gültige Beschreibung.
b) Was ist ein Flaschenzug?
c) Was versteht man in der Physik unter einem Hebel?
6.
Formuliere die goldene Regel der Mechanik und erläutere sie am Beispiel der
schiefen Ebene.
7.
Handelt es sich um physikalische Arbeit oder nicht? Begründe deine Antwort kurz.
a) Lernen von Vokabeln
b) Tragen einer schweren Tasche auf gleich bleibender Höhe
c) Ziehen eines Schlittens
d) Festhalten eines schweren Balkens
8.
Max ( m  45 kg ) trainiert für die Meisterschaft im Trampolinspringen.
Er springt von einem Podest auf das 2,5 m tiefer gelegene Trampolin. Das Trampolin
schleudert Max wieder hoch jedoch nur noch um 2,2 m.
a) Zähle die stattfindenden Energieumwandlungen in der richtigen Reihenfolge auf.
b) Berechne den Wirkungsgrad der stattgefundenen Energieumwandlung.
RP_A0147 **** Lösungen 4 Seiten (RP_L0147)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Thema: Mechanik – Kräfte, Masse, Dichte, Volumen
1.
Folgende Längenmessungen wurden mit bestimmten Längenmessgeräten
durchgeführt. Notiere jeweils ein geeignetes Messgerät.
Gemessene Länge
Messgerät
L = 16,5 m
L = 0,02 m
L = 6,4 mm
2.
Wann sind zwei Kräfte gleich?
3.
Nenne die Bestimmungsstücke einer Kraft.
4.
Erläutere den physikalischen Kraftbegriff.
5.
Skizziere und beschreibe einen Versuch mit dem man das Volumen eines
Kieselsteins (Überlaufmethode) und damit seine Dichte bestimmen kann.
Beschreibung nur mit kurzen Sätzen oder stichpunktartig!
6.
Von einem Metallwürfel mit 17 mm Kantenlänge wurde durch Messung die Masse
51,8 g bestimmt. Um welches Material handelt es sich? Wodurch erklärst du dir die
Abweichung gegenüber dem Tabellenwert?
Material
Dichte g / cm3
Material
Dichte g / cm3
Aluminium
Blei
Eisen
Gold
Kupfer
Magnesium
2,70
11,35
7,87
19,32
8,96
1,74
Nickel
Platin
Silber
Titan
Zink
Zinn
8,90
21,45
10,49
4,54
7,14
7,30
7.
Gegeben ist ein quaderförmiger Körper aus Aluminium mit der Gewichtskraft 60 N.
Berechne das Volumen des Körpers. g  9,8 ....
8.
a) Was kannst du über Masse und Volumen der
beiden Würfel 1 und 2 aussagen, die auf der
nebenstehenden Waage liegen?
Anmerkung: Die Waage ist im Gleichgewicht.
Würfel 1 links ist kleiner als Würfel 2 auf der
rechten Seite.
b) Triff eine Aussage über die unterschiedliche
Dichte der beiden Körper.
9.
Hält man einen Teller mit Suppe in der Hand, so verschüttet man bei plötzlichen
Bewegungen einen Teil davon. Erläutere.
RP_A0148 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0148)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Thema: Mechanik
Kräfte
1.
Zwei Kräfte sind im Gleichgewicht, wenn …
2.
An eine handelsübliche Federwaage (Kraftmesser) hängt Metzgermeister Knack
einen Korb mit Würsten. Die Federwaage zeigt ein Gewicht von 12,5 kg an.
Warum zeigt die Federwaage eine Masse an, obwohl doch die Gewichtskraft
gemessen wird?
3.
Berechne die Masse, die an einem Kraftmesser hängen muss, damit dieser 98 N
anzeigt.  g  9,8 N / kg 
4.
Während der Materialprüfung einer Schraubenfeder wurde auch die Längenausdehnung der Feder bei Belastung untersucht. Man erhielt folgende Messreihe.
F in N
2,2
4,6
6,8
9,0
11,2
 l in cm
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
Führe die rechnerische und grafische Auswertung durch und formuliere das
Ergebnis.
5.
Was versteht man unter der „Federkonstanten“, wie ist sie definiert, was gibt sie an,
welche Einheit hat sie?
Dichte, Volumen
6.
Wie bestimmt man die Dichte eines unregelmäßig geformten Festkörpers?
7
Rechne die Einheit 1
8.
Von einer unbekannten Ölsorte wird 1,5 kg in einen Messzylinder gegeben. An der
Skala liest man 1775 cm3 ab. Berechne die Dichte dieser Ölsorte.
9.
Eis hat bei 0°C eine Dichte von 0,90 g / cm3 . Ein Eisblock ist 50 cm breit, 6 dm hoch
und 1,40 m lang. Berechne seine Masse (in kg) bei 0°C.
g
kg
in die Einheit 3 um.
3
cm
m
RP_A0149 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0149)
1 (1)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Thema: Mechanik
Kräfte
1.
Zwei Kräfte sind gleich, wenn sie …
2.
Vergleicht man zwischen Erde und Mond, so kann man feststellen:
3.
wahr
falsch
Die Gewichtskraft einer Tafel Schokolade bleibt gleich.


Die Masse eines Hammers bleibt gleich.


Die Trägheit eines Steins bleibt gleich.


Ein Astronaut kann auf dem Mond die Masse eines Körpers mit Hilfe
einer Balkenwaage ohne Umrechnungen bestimmen.


Ein Astronaut kann auf dem Mond die Masse eines Körpers mit Hilfe
einer Federwaage ohne Umrechnungen bestimmen.


Die Masse eines Körpers beträgt auf dem Mond etwa 1/6 der Masse,
die er auf der Erde besitzt.


Die Gravitationskräfte sind gleich.


Emma (60 kg) hat sich eine Personenwaage gekauft und probiert sie bereits im
Fahrstuhl des Kaufhauses aus. Verärgert über das angezeigte Gewicht von 72 kg
möchte Emma die Waage zurückgeben.
Was könnte die Ursache dafür sein, dass die Waage zu viel Gewicht anzeigt?
Gib zwei unterschiedliche Möglichkeiten an, die mit dem Fahrstuhl im Zusammenhang stehen.
RP_A0150 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0150)
1 (3)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Teilchenmodell, Dichte Volumen
4.
Vergleiche die Teilcheneigenschaften von Festkörpern und Gasen mit Hilfe des
Teilchenmodells.
Festkörper
Gas
Beweglichkeit
der Teilchen
Abstände
zwischen den
Teilchen
5.
Eine Schuhschachtel ist 35,0 cm lang, 22,0 cm breit und 14,0 cm hoch. Berechne
die Masse der Luft (in g), die sich in der Schachtel befindet. Luft  0,0013 g / cm3
6.1
Nenne zwei Methoden um das Volumen eines Kieselsteins zu bestimmen.
6.2
Welches Prinzip liegt beiden Messmethoden zugrunde?
7.1
Ergänze im nebenstehenden Diagramm
die Gerade für die Dichte von Wasser.
7.2
Berechne die Dichte von Glycerin mit
Hilfe der Formel und der Diagrammdaten.
RP_A0150 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0150)
2 (3)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Reibung
8.
Nenne die drei Arten von Reibungskräften und beschreibe zu jeder von ihnen eine
Anwendung aus dem Alltag.
9.
Versuch:
Ein Quader aus Holz ( m  200 g ) wird an einen Kraftmesser gehängt und mit Hilfe
eines Motors gleichförmig über eine waagerechte Tischplatte gezogen. Dabei liest
man die Zugkraft = Reibungskraft am Kraftmesser ab. Der Versuch wird dreimal
wiederholt, wobei man jeweils ein Massestück mit 100,0 g hinzugibt.
9.1
Vervollständige in der Tabelle die Werte der Gewichtskraft FG und ermittle in der
dritten Zeile der Tabelle die Gleitreibungszahl G . Beachte die Anzahl der gültigen
Ziffern.
FG in N
2,00
FRg in N
0,5
RP_A0150 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0150)
0,8
1,3
3 (3)
1,6
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Thema: Mechanik
1.
Wandle folgende Größen in die angegebenen Einheiten um; achte dabei auf die
Anzahl der gültigen Ziffern.
0,85 m  ......................... km  ............................... cm  ................................ m
0,034 mm  ...................... m  ...............................m  .................................km
126 m2  ....................... cm2  ............................. mm2  ................................km2
2.
Ergänze die Tabelle
Masse
Gewichtskraft
Formelzeichen
Einheit
Messgerät
Eigenschaft
Welchen Einfluss hat
der Ort, an dem sich
der Körper befindet?
3.
Welche Werte zeigen die Federkraftmesser (auf der Erdoberfläche) jeweils an?
Rechne mit 10.... !
a)
RP_A0151 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0151)
b)
1 (2)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
4.
a) Warum gehört die schiefe Ebene zu den physikalischen Kraftwandlern?
Erläutere anhand einer Skizze!
b) Nenne zwei Beispiele aus Umwelt oder Technik, bei der die schiefe Ebene
genutzt wird.
5.
Eine Kugel (Masse 30 kg) befindet sich auf einer schiefen Ebene, die 25° zur
Waagerechten geneigt ist.
Wie groß ist die Hangabtriebskraft FH und die Anpresskraft FN der Kugel?
Fertige für die Bestimmung der Kräfte eine geeignete Zeichnung an.
6.
a) Erläutere ausführlich den Begriff „Gravitation“
b) Beschreibe allgemein, wie die Kräfte der Gravitation wirken.
c) Nenne zwei Beispiele für die Wirkung der Gravitation.
RP_A0151 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0151)
2 (2)
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Klasse 8 II + III
Thema: Mechanik
1.
Nenne zwei Fehlerarten, die bei einer Längenmessung auftreten können.
2.
Fülle die leeren Felder mit den richtigen Angaben aus.
Anzahl der
gültigen Ziffern
Länge l 
Anzahl der
sicheren Ziffern
Die unsichere
Ziffer ist die
5,8 mm
5,820 mm
9,863 m
0,00759 cm
10067 km
0,2 m
8,1 10 4 m
0,560 m
3.
Max und sein Freund Moritz möchten den Durchmesser von drei gebrauchten
1-EURO Münzen messen. Jeder von ihnen misst die drei Münzen mit einer
Mikrometerschraube. Sie erhalten folgende Messwerte:
d in mm
23,23
23,26
23,28
23,25
23,24
23,23
Berechne den Mittelwert (wahrscheinlichen Wert) der Durchmesser.
Ermittle die größte Abweichung.
Nenne das Ergebnis der Messreihe (wahrscheinlicher Wert des Durchmessers
mit möglicher Abweichung)
RP_A0152 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0152)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
4.
An einem Federkraftmesser hängt ein Behälter
mit 0,5 Liter Wasser.
Wie hoch ist der Betrag der Gewichtskraft,
die am Federkraftmesser abgelesen werden kann?
Zeichne die beteiligten Kräfte ein.
5.0
Ein Brauch zu Silvester war das „Bleigiessen“.
Dabei wird geschmolzenes Zinn in kaltes Wasser
geschüttet.
5.1
Wie nennt man in der Physik allgemein den Übergang
vom flüssigen in den festen Aggregatzustand?
5.2
Vergleiche mit Hilfe des Teilchenmodells, wie sich die
Merkmale des Zinns dabei ändern.
flüssig
fest
Form
Kräfte zwischen
den Teilchen
5.3
Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Temperatur des Zinns und der
Bewegung seiner kleinsten Teilchen?
RP_A0152 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0152)
2 (3)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
6.
Nenne jeweils ein Beispiel aus dem Alltag bei dem Reibung erwünscht bzw.
unerwünscht ist.
7.
Wie kann man Reibung erhöhen bzw. verringern? Nenne zwei Beispiele.
8.
Beschreibe einen Versuch zur Bestimmung der Gleitreibungszahl in Abhängigkeit
von der Normalkraft für das Materialpaar Kunststoff - Holz.
RP_A0152 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0152)
3 (3)
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Klasse 8 II + III
Thema: Mechanik
1.
Rechne folgende Größen in die in ( ) angegebene Einheit um. Achte dabei auf die
Anzahl der gültigen Ziffern.
6,4 mm  km  


7,028 dm2 mm2 
12,4 cm3 Liter  


3 mm3 km3 
2.
3.


Unter welchen Bedingungen sind zwei Kräfte F1 und F2 gleich?
Ein Radfahrer rollt einen Berg
hinab und bremst dabei mit
seiner Hinterradbremse.
Es wirkt zwischen Rad und
Straße eine Kraft von 45 N.
Zeichne diese Kraft im
Maßstab 10 N  10 mm ein.
4.
Ein leeres Zimmer ist doppelt so breit wie es hoch ist. Gegeben sind folgende Maße
des Zimmers: Länge 8,8 m, Höhe 2,5 m.
Berechne die Masse der im Zimmer enthaltenen Luft. Luft  0,00120 g / cm3
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
5.
In der Physik unterscheidet man zwischen physikalischen Grundgrößen (auch
Basisgrößen genannt) und abgeleiteten Größen. Nenne je zwei Beispiele.
physikalische Grundgröße:
abgeleitete Größe:
6.
a) Gib drei verschiedene Arten von Kräften an.
b) Nenne zwei verschiedene Kraftwirkungen. Gib jeweils ein Beispiel an.
7.
Beschreibe die Kräfte, die bei folgendem Vorgang wirken:
Einen Ball vom Boden aufheben, ihn anschließend senkrecht hochwerfen und
wieder auffangen.
8.
Was besagt der Trägheitssatz?
9.
Warum muss man für eine Autofahrt den Sicherheitsgurt anlegen?
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Thema: Mechanik
Dichte
1.
a) Gib die beiden Haupteigenschaften der Dichte an.
b) Was gibt die Dichte an?
c) Warum ist die Dichte ortsunabhängig?
d) Wodurch wird die Dichte eines Körpers beeinflusst?
e) In einen Behälter passen genau 2,50 kg Wasser hinein. Welche Masse hätte
eine Benzinfüllung ( Benzin  0,7 g / cm3 )?
Reibung
2.
a) Nach ihrer Entstehung unterscheidet man drei Reibungsarten. Wie heißen sie?
b) Welche Reibungskraft ist am größten, welche am geringsten?
c) Reibung tritt auf, wenn man z.B. ein Möbelstück verschieben will. Von welchen
Größen hängt es ab, wie groß die Reibungskraft ist?
d) Wie groß ist die Gewichtskraft eines Skifahrers, der beim Skilanglauf in der
Ebene eine Reibungskraft von 60 N überwinden muss (   0,08 )?
Kraft, Kraftwandler
3.
a) Was versteht man in der Physik unter dem Begriff Kraft?
b) Welche Eigenschaften hat die Gewichtskraft?
c) Was versteht man in der Physik unter einem Kraftwandler?
d) Nenne zwei alltägliche Kraftwandler und gib an, welche Bestimmungsstücke der
Kraft sie verändern.
e) Mit einem Kraftmesser kann man Kräfte messen. Welche Eigenschaft muss die
Feder innerhalb des Kraftmessers haben?
Trägheit
4.
a) Du transportierst einen fast randvollen Teller Gemüsesuppe von der Küche ins
Esszimmer. Dabei läuft dir die Hauskatze über den Weg und du bleibst plötzlich
stehen. Was passiert mit der Suppe? Beschreibe auch die Ursache für das was
mit der Suppe passiert.
b) Welche Beobachtung kann man machen,
wenn im nebenstehend skizzierten
Versuch das Blatt Papier, auf dem eine
1 € - Münze liegt, ruckartig weggezogen
wird?
Begründe deine Beobachtung.
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Aggregatzustand, Teilchenmodell
5.
a) Welche Zustandsformen (Aggregatzustände) kann ein Stoff annehmen?
b) Wie nennt man den Übergang eines gasförmigen Stoffes in seinen flüssigen
Zustand?
c) In welchem der beiden Aggregatzustände flüssig bzw. gasförmig sind die
Teilchen beweglicher?
d) Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Eigenbewegung der kleinsten
Teilchen und der Temperatur / dem Wärmezustand eines Körpers?
Arbeit, Leistung, Energie
6.
a) Wie lautet in der Physik die Definition der mechanischen Arbeit?
Was muss dabei beachtet werden?
b) Nenne drei verschiedene Arten von mechanischer Arbeit.
c) Gib vier verschieden wirkende „einfache Maschinen“ an.
d) Ein Monteur auf einer Baustelle nimmt zum Anheben eines Stahlträgers
einen mechanischen Flaschenzug mit 8 tragenden Seilen.
Welche Kraft am Zugseil muss er aufwenden, wenn der Stahlträger eine
Gewichtskraft von 1,80 kN aufweist?
Welche Seillänge muss aus dem Flaschenzug herausgezogen werden, um den
Stahlträger um 0,6 m anzuheben?
e) Eine Kiste wird durch die Kraft F  2 kN um die Strecke s  6 m verschoben.
Wie groß ist der Arbeitsaufwand an der Kiste?
RP_A0154 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0154)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Thema: Mechanik
Länge, Längenmessung
1.
Die Länge eines Werkstücks wurde mehrmals mit einem Messgerät gemessen.
l in cm
6,82
6,80
6,83
6,79
6,81
6,82
a) Welches Messgerät könnte verwendet worden sein? Begründung!
b) Berechne die wahrscheinliche Länge dieses Werkstücks (Mittelwert).
c) Gib die größte Abweichung einer Einzelmessung an.
d) Nenne das Gesamtergebnis der Messreihe.
Reibung
2.
a) Nenne jeweils ein Beispiel für erwünschte bzw. unerwünschte Reibung.
Gib für beide Fälle eine Maßnahme an, um die Reibung zu erhöhen bzw. zu
verringern.
b) Warum kann man die Reibung nicht vollständig verhindern?
c) Für das Stoffpaar Holz – Stahl sind die möglichen Reibungszahlen
gleit , haft , roll vom größten bis zum kleinsten Wert zu ordnen.
d) Eine Kiste ( m  40 kg ) wird über einen waagerechten Steinboden gezogen.
Die Zugkraft ( FZug  120 N ) ist parallel zum Boden gerichtet. Berechne die
Reibungszahl  .
Dichte
3.
a) Warum spielt bei der Angabe der Dichte auch die Temperatur eine Rolle?
b) Vervollständige richtig:
Zwei Körper haben die gleiche Dichte. Der erste Körper hat die doppelte Masse
des zweiten Körpers; dementsprechend ist das Volumen des ersten Körpers
c) Ein kleiner Barren aus reinem Gold ( Gold  19,3 ... ) wird von einem Händler zum
Kauf angeboten. Um die Echtheit des Goldbarrens zu überprüfen, misst der
Käufer die Masse (0,850 kg) und das Volumen ( 44,0 cm3 ) des Barrens.
(1) Kann der Barren aus reinem Gold sein?
(2) Mit welcher Messmethode könnte das Volumen bestimmt werden?
Beschreibe den Ablauf der Messung in Stichpunkten.
(3) Durch welche einfache Maßnahme kann die Genauigkeit der Volumenmessung erhöht werden?
RP_A0155 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0155)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Kraft, Gewichtskraft
4.
a) Wie nennen wir die Kraft, mit der ein Körper von der Erde angezogen wird?
Was ist die Ursache dafür?
b) Wann spricht man von einer statischen, wann von einer dynamischen
Kraftwirkung?
Trägheit, Masse
5.
a) Welche Erscheinungsformen bezüglich Trägheit und Schwere hat die Masse
eines Körpers?
b) Durch welche Vorgänge kann der Bewegungszustand eines Körpers geändert
werden?
c) Stelle die Masse eines bestimmten Körpers jeweils gegenüber, wenn er sich
auf der Erde, auf dem Mond oder auf der Venus befindet.
Aggregatzustand, Teilchenmodell
6.
a) Wie wird im Teilchenmodell die Temperatur eines Körpers erklärt?
b) Welche Eigenschaft der Gase führt dazu, dass sie sich frei im Raum
ausbreiten?
Arbeit, Leistung, Energie
7.
Bei einem Motorboot muss der Motor ausgetauscht werden. Zum Herausheben des
Motors aus dem Schiffsrumpf steht ein Flaschenzug mit 8 tragenden Seilen zur
Verfügung. Der Motor hat eine Gewichtskraft von FG  3,2 kN . Der Monteur zieht aus
dem Flaschenzug insgesamt 20 m Seil zu sich her.
a) Wie hoch ist die Zugkraft am Seil und wie hoch wird der Motor angehoben?
b) Berechne die physikalische Arbeit, die der Monteur am Flaschenzug verrichtet.
c) Wie heißt diese Arbeit und welche Energie wird dadurch beim Motor erhöht?
d) Der Monteur hat den Motor innerhalb von 2 Minuten angehoben. Welche
physikalische Leistung erbrachte er damit?
RP_A0155 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0155)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Thema: Mechanik
Länge, Längenmessung
1.
a) Bei Längenmessungen können Fehler auftreten. Gib eine mögliche
Fehlerquelle an.
b) Mit welchem Messgerät kann die Dicke eines Blatt Papiers sicher bestimmt
werden?
c) Die Messung einer Länge mit einem Längenmessgerät, das eine Millimetereinteilung aufweist, ergab einen Wert von 98,5 mm. Worauf muss bei der
Umrechnung des Messwerts in cm und dm geachtet werden, wenn die letzte
Ziffer unsicher ist? Rechne anschließend um.
d) Was versteht man unter dem in der Astronomie üblichen Lichtjahr?
Dichte
2.
a) Nenne 4 Materialien mit großer Dichte:
Nenne 4 Materialien mit geringer Dichte:
kg
.
dm3
Welche Information kann man dieser Angabe entnehmen?
b) Petroleum hat eine Dichte von 0,85
c) Ein quaderförmiger Öltank (aus Stahlblech) ist mit 7,5 t Heizöl vollständig
gefüllt. Abmessungen des Öltanks: L  30 dm; B  2,5 m; H  125 cm .
Berechne die Dichte des eingefüllten Heizöls.
d) Welche Masse (in kg) haben 0,40 Liter Brennspiritus, wenn seine Dichte
790 kg / m3 beträgt?
Gewichtskraft, Gravitation
3.
a) Was versteht man unter dem Begriff Gravitation?
b) Beschreibe die Kräfte, die bei der Gravitation zwischen zwei Körpern wirken.
c) In welche Richtung wirkt an einem Körper die Gewichtskraft und wo hat sie
Ihren Angriffspunkt?
d) Die Gewichtskraft ist auf der Erdoberfläche unterschiedlich groß, je nachdem ob
man sich am Äquator oder am Nordpol aufhält. Wo ist die Gewichtskraft am
größten und warum ist dies so?
RP_A0156 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0156)
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1. Physikschulaufgabe
Klasse 8 II + III
Reibung
4.
a) Wo wirkt sich Reibung nachteilig aus? Gib zwei Beispiele aus der Technik
oder dem Alltag an und beschreibe bei einem der Beispiele, durch welche
Maßnahmen die Reibung verringert werden kann.
b) Du möchtest einen Schrank ( m  50 kg ) verschieben. Wie viel Kraft musst du
dafür aufwenden, wenn Haft  0,6; Gleit  0,2 ?
Kraftwirkung
5.
a) Gib die Bestimmungsstücke einer Kraft an.
b) Nenne drei dir bekannte Kräfte mit jeweils einem Beispiel aus dem Alltag.
c) Wann sind zwei Kräfte gleich?
d) Unter welchen Voraussetzungen gilt das Gleichgewicht von zwei Kräften, die
an einem Körper wirken (Kräftegleichgewicht)? Beantworte allgemein – kein
Beispiel!
e) Wie verhält sich ein Körper, wenn die Kräfte die an ihm angreifen, im Gleichgewicht sind?
Arbeit, Leistung, Energie
6.
a) Wie lautet der Energieerhaltungssatz in der Mechanik?
b) Tom hilft beim Einkaufen. Im Getränkemarkt hebt er 2 Kästen Mineralwasser
( FG  150 N pro Kasten) vom Boden hoch und legt sie nebeneinander in den
Kofferraum ( h  0,60 m ).
Welche Arbeit wird an den beiden Kästen verrichtet?
Welche Energie wurde dadurch an den Kästen erhöht?
RP_A0156 **** Lösungen 3 Seiten (RP_L0156)
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