Geschwindigkeit, Kraft und Beschleunigung 1.1. Geschwindigkeit Ist

Klasse 7c
LSG
Natur und Technik (Physik)
Mechanik
2015/16
13.05.2016
Geschwindigkeit, Kraft und Beschleunigung
1.1. Geschwindigkeit
Ist ein Körper in Bewegung, legt er in der Zeit Δt den Weg Δs zurück;
er hat dabei die
1.
Durchschnittsgeschwindigkeit v =
Die Einheit der Größe Geschwindigkeit ist aus den Längen- und Zeiteinheiten
abgeleitet:, z.B.
oder
Es gilt: 1
oder andere Einheiten.
= 3,6
Die Momentangeschwindigkeit ist die Durchschnittsgeschwindigkeit in einem
sehr kleinen Weg und Zeitintervall.
Geräte, die die Momentangeschwindigkeit direkt messen können, heißen
Tachometer.
Aufgabe
(aus Leifiphysik:
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/gleichfoermigebewegung/versuche#Geschwindigkeit%20Radfahrer )
Nimm an, du stehst an einer Straße und möchtest wissen, wie schnell ein
vorbeikommender Radfahrer fährt.
Hier kannst du dies direkt messen.
Es steht eine funktionierende Stoppuhr zur Verfügung und ein Radfahrer kommt
auf das Signal "Starten" vorbei.
Vorher sind schon im Abstand von 25 m zwei Pfosten an den Straßenrand
gestellt worden.
Und nun bestimme die Geschwindigkeit.
Messung: Δs =
Δt =
Rechnung: Δs/ Δt =
Franz Stapfner
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1.2. Zeit-Weg-Diagramm
Aufgabe:
Aus Leifiphysik
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/gleichfoermigebewegung/versuche#Geschwindigkeit%20einer%20Autofahrt
Ein Wagen fährt an einer Wegskala entlang. Nach immer gleicher Zeit (hier 0,05
s) wird der Ort gemessen. Dazu wird eine Messtabelle und ein Diagramm
erstellt.
a) Messtabelle:
b) Diagramm
c) Bestimme aus den Messdaten die Durchschnittsgeschwindigkeit des Wagens!
Franz Stapfner
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d) Kläre den Begriff der Proportionalität!
e) Welches Aussehen hat das Zeit-Weg-Diagramm einer Bewegung mit
konstanter Geschwindigkeit?
f) Aufgaben:
Buch/S 118/1, 2, 3
http://www.leifiphysik.de/mechanik/gleichfoermige-bewegung/aufgaben
(Online-Tests, Musteraufgaben)
Franz Stapfner
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1.3. Kraft als Ursache für Statisches und Veränderliches
Aufgabe1
Wer ist der Stärkste beim Armdrücken?
Physikalisches:
 Beim Armdrücken wendet man Kraft auf.
 Wenn beim Armdrücken keiner gewinnt, wenden die beiden Armdrücker
gleich große Kraft auf → Gleichheit von Kräften.
 Hält ein kräftiger Armdrücker zwei gleich „schwachen“ das
Kräftegleichgewicht, wendet er die doppelt so große Kraft auf →
Vielfachheit von Kräften
Aufgabe 2
Wer ist der Stärkste beim Expanderziehen?
Physikalisches:
 Beim Expanderziehen wird ein elastischer Körper gedehnt; dabei wendet
man Kraft auf.
 Wer den Expander am weitesten spannen kann, wendet die größte Kraft
auf;
 Je weiter der Expander gedehnt wird, desto größer ist die Kraft, die man
aufwendet.
Aufgabe 3
Wer ist der Stärkste beim Steinheben?
http://www.youtube.com/watch?NR=1&v=Kv6hoqaPTxw&feature=endscreen
Physikalisches:
 Wer den größten Stein hebt, hat die meiste (größte) Kraft.
 Um einen Körper (z.B. Stein) nicht fallen zu lassen, muss man Kraft
aufwenden; der Körper wird von der Gewichtskraft nach unten gezogen.
 Die Kraft ist eine Größe, die in der Einheit Newton (N) gemessen wird.
 Die Gewichtskraft einer Tafel Schokolade der Masse 100g ist gleich 1N;
Aufgabe 4
Wer ist der Stärkste beim Beschleunigen eines Medizinballes?
Physikalisches:
 Beim Beschleunigen eines Medizinballes ist derjenige der Kräftigste, der
den Ball in der gleichen Zeit auf die größte Geschwindigkeit
(→) beschleunigen kann.
 Zum (→) Beschleunigen eines Körpers ist eine Kraft notwendig.
Aufgabe
Lies den Text Buch/S122 – 124
Franz Stapfner
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1.4. Die Beschleunigung
Nimmt die Geschwindigkeit eines Körpers zu oder nimmt sie ab (oder ändert ein
Körper seine Bewegungsrichtung) spricht man von einer beschleunigten
Bewegung.
Unter durchschnittliche Beschleunigung a versteht man den Quotienten aus
Geschwindigkeitsänderung Δt durch die dafür benötigte Zeitspanne Δt,
d.h. a =
, die Einheit ist z.B.
Beispiel 1:
Ein Mittelklassewagen braucht für die „Beschleunigung“ von 0 auf 108 km/h 10 s.
Welche Beschleunigung erfährt er dabei?
Lösung:
Anfangsgeschwindigkeit = 0
Endgeschwindigkeit = 108 km/h = 30 m/s
a=
= 3,0 m/s2
Beispiel 2:
Beim freien Fall bewegt sich ein Körper mit konstanter Beschleunigung.
Diese Beschleunigung heißt Fallbeschleunigung g. Ihr Wert ist auf der Erde
von Ort zu Ort verschieden.
In München (Mitteleuropa) beträgt die Fallbeschleunigung 9,81 m/s 2.
Ein guter Näherungswert für die Fallbeschleunigung ist 10 m/s 2.
Beispiel 3
Ein Stein fällt in einen tiefen Brunnen und schlägt nach 2,0 s am Boden auf.
Mit welcher Geschwindigkeit schlägt er auf?
Lösung:
a=
→ Δv = a · Δt = 10 m/s2 ·2,0 s = 20 m/s;
Aufgaben:
S122/2, 4, 5
Interessant dazu sind die Aufgaben in Leifiphysik, die Ihr unter diesem
Link findet:
http://www.leifiphysik.de/themenbereiche/beschleunigtebewegung/aufgaben
Franz Stapfner
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