Wiederholungen zur Mechanik

Wiederholung und Übung:
Grundbegriffe der Mechanik
1) Setzen Sie in die Lücken jeweils das richtige Wort ein:
Die physikalische Kraft wird mit der Einheit Newton gemessen. Die Größe der Kraft
kann mit einer Federwaage bestimmt werden.
2) Die Gewichtskraft ist eine physikalische Kraft. Nennen Sie mindestens vier weitere
physikalische Kräfte.
Muskelkraft
Magnetkraft
Motorkraft
Spannkraft (einer Stahlfeder)
3) Woran erkennen Sie, dass eine Kraft wirkt? Nennen Sie zwei Kraftwirkungen.
Ein Körper wird verformt. Ein Körper wird abgebremst, beschleunigt oder dessen
Richtung ändert sich.
4) Setzen Sie in die Lücken jeweils das richtige Wort ein:
Die physikalische Arbeit wird mit der Einheit Nm gemessen. Die Größe
der Arbeit kann mit berechnet werden mit der Gleichung :
W = F * s (Arbeit = Kraft * Weg)
Unter dem Begriff Energie versteht man die Fähigkeit,
Arbeit zu verrichten .
5) Nennen Sie drei wichtige Energiearten, sowie die dazugehörenden Arbeiten, die diese
Energiearten hervorbringen.
Bewegungsenergie
Verformungsarbeit
Höhenenergie
Beschleunigungsarbeit
Spannenergie
Hubarbeit
6) Beschreiben Sie die Umwandlungen der verschiedenen Energiearten und die
dazugehörigen Arbeiten in einer Energieumwandlungskette am Beispiel eines
Stabhochspringers. Beginnen Sie mit der
Spann energie
Höhenenergie
Bewegungsenergie
Verformungsarbeit
Hubarbeit Beschleunigungsarbeit
Bewegungsenergie
Wärmeenergie (der Matte)
Verformungsarbeit
7) Bei allen Energieumwandlungen kommt eine Energieart vor, die weiter nicht nutzbar
ist und deshalb als Energieverlust bezeichnet wird. A) Um welche Energie handelt es
sich dabei? B) Beschreiben Sie drei Vorgänge, bei denen diese Energieart entsteht.
A) Es handelt sich dabei um Wärmeenergie.
B) Reibung bei einem Pendel;
Verformung eines Körpers (Blech biegen)
Beschleunigungsarbeit an einem PKW (Abwärme)
8) Heiner Hoch ist ein erfolgreicher Stabhochspringer, der es sich in diesem Jahr zum
Ziel gesetzt hat, die 5 Meter zu überspringen. Am Tage des Wettkampfes frühstückt er
besonders gut. Welche Art von Energie nimmt er dabei zu sich?
Chemische Energie
Voller Eifer läuft er an und wuchtet seine 70 kg tatsächlich auf eine Höhe von 5m.
Wie groß ist die physikalische Arbeit, die er dabei verrichtet?
F = 700 N
s=5m
W=F*s
W = 700 * 5 = 3500 Nm
9) Heiner Hoch überlegt, dass es mit
einem Flaschenzug doch sehr viel
einfacher ginge, seine Last auf die
gewünschten 5m zu bringen. Was
genau bringt eigentlich der
Flaschenzug für einen Vorteil?
Die notwendige Kraft wird geringer, dafür
wird der Zugweg entsprechend länger.
10) Heiner konstruiert den Flaschenzug
aus 6 Rollen. Er weiß aber nicht, wie
er das Seil einziehen muss. Helfen Sie
ihm bitte dabei, indem Sie seine
Skizze ergänzen.
Das geht ja
ganz leicht.
11) Jetzt will er seine Konstruktion testen,
er ist sich aber wiederum nicht sicher,
mit welcher Kraft er ziehen muss und
wie lang er das Seil zu ziehen hat.
Berechnen Sie ihm doch beides eben.
12) Wie groß ist die Arbeit, die Heiner
Hoch mit dem Flaschenzug
verrichtet? (Verwenden Sie die Werte
für Kraft und Weg aus Aufg. 11)
11)
12)
700 N : 6 Seile
116,67 N pro Seil
5 m * 6 Seile
30 m
W=F*s
W = 116,67 * 30 = 3500 Nm (die Arbeit bleibt gleich)