Big Bang 2, Schulbuch

118 A17  1 kg entspricht 1000g. Die Münzen haben also eine Masse von 1000g + 0,5g = 1000,5g. Eine 1-Cent-Münze hat 2,3g. 1000,5/2,3 = 435. Im Glas befinden sich also 435 1-Cent-Stücke, die in Summe eher enttäuschende 4,35 € wert sind! A18  Die Redewendung beruht darauf, dass jener aus dem Wasser ragende und damit sichtbare Teil eines Eisbergs nur etwa 10% ausmacht und somit nur ein kleines Stück des Ganzen ist. Der Teil, der sich unter Wasser befindet, ist um ein Vielfaches größer. Wenn man in Zusammenhang mit einem Skandal diese Redewendung verwendet, dann meint man damit, dass nur ein kleiner Teil davon aufgedeckt wird und der Großteil wahrscheinlich für immer verborgen bleibt. A19  1m hat 100 cm. 1m 3 hat daher 100 cm · 100 cm · 100 cm = 1.000.000 cm 3 . 1 kg hat 1000g und 1000 kg haben daher 1.000.000g. Daher ist 1 kg/m 3  = 1.000.000g/1.000.000 cm 3  = 1 g/cm 3 . A20  Warme Luft hat eine geringere Dichte als kalte und steigt daher auf. Dadurch entsteht ein Sog. Wenn der Teebeutel fast abgebrannt ist, dann ist er so leicht geworden, dass dieser Sog ausreicht, um ihn mitzureißen. A21  Menschen sind sehr unterschiedlich: dick, dünn, muskulös. Deshalb können sie natürlich auch keine einheitliche Dichte haben. Ähnliches trifft auch auf Holz und Kork zu. Styropor besteht aus einem geschäumten Stoff (Polystyrol), und je nach der Größe der eingeschlossenen Luftblasen ist auch die Dichte unterschiedlich. A22  Dieses Holz hat eine größere Dichte als Wasser und ist daher eine der wenigen Holzsorten, die im Wasser untergehen! A23  Kohlenstoffdioxid (CO 2 ) hat eine wesentlich größere Dichte als Luft und sinkt daher ab. Am Boden eines Silos kann sich daher ein „CO 2 -See“ bilden, der die Luft zum Atmen verdrängt. Deshalb kann es am Boden eines Silos lebensgefährlich sein. Kapitel 4 A2  Wenn es keine Reibung gibt, dann rollt die Kugel unendlich weit. Sie „will“ ja unbedingt wieder auf dieselbe Höhe zurück. Natürlich ist das nur ein Gedankenexperiment, weil im Alltag immer eine gewisse Reibung auftritt und die Kugel daher früher oder später ausrollt und stehen bleibt. A15  Wenn der Laster bremst, die Ladung aber nicht fixiert ist, rutscht diese auf Grund der Trägheit weiter. A16  Asteroiden werden von gar nichts angetrieben, sie werden bloß, wie die Voyager 1, von nichts gebremst und fliegen auf Grund der Trägheit immer weiter. A17  In beiden Fällen kommen mehrere Effekte zum Tragen, aber beide Male kommt auch die Trägheit vor. a) Wenn du das Papier ruckartig wegziehst, dann ist die einwirkende Kraft auf die Münze so gering, dass diese aufgrund ihrer Trägheit an derselben Stelle bleibt. b) Wenn du den Teller ruckartig wegziehst, ist die einwirken- de Kraft auf das Wasser so gering, dass dieses aufgrund seiner Trägheit zurückbleibt. A18 a) Die Kugel rollt auf einer Kreisbahn und ändert daher pausenlos ihre Geschwindigkeit, weil sich ihre Bewegungsrichtung ändert (siehe auch B 4.18 d ). Das wird durch das 2. Newton’sche Gesetz beschrieben. b) Wenn die Kugel das Ende des Schlauchs erreicht hat, wirkt keine seitliche Kraft mehr. Die Kugel rollt daher gerade weiter. Das wird mit dem 1. Newton’schen Gesetz (Trägheits- satz) beschrieben. A19  Es ist ähnlich wie bei A18 b : Wenn das Wasser mal draußen ist, wirken keine seitlichen Kräfte mehr. Daher muss sich das Wasser auf Grund der Trägheit völlig gerade weiterbewegen. A20  Es ist im Prinzip genauso wie im ruhig fahrenden Zug in A5 . Alles bewegt sich mit derselben Geschwindigkeit. Weil keine horizontalen Kräfte wirken, gilt der Trägheitssatz. Es ist ähnlich wie in B 4.13 , nur dass sich unter dir nicht der Zug befindet, sondern eben die Erde. Daher kannst du die Bewegung der Erde nicht merken. A21 a) Der Bus fährt mit gleicher Geschwindigkeit. b) Der Bus wird schneller. c) Der Bus wird langsamer. A22  Durch den Trägheitssatz! A23  Ein Zug hat eine sehr große Masse. Aufgrund des zweiten Newton’schen Gesetzes F = m · a ist daher auch eine sehr große Kraft nötig, um ihn zum Stehen zu bringen. Wenn der Zug zu schnell einfährt, dann können weder Prellböcke noch Mauern diese Kraft aufbringen. A24  Das zweite Newton’sche Gesetz! Es gilt F = m · a . Je schneller du das hintere Auto in Bewegung setzen willst, desto größer ist a und somit auch die benötigte Kraft F . Bei schnellem Anfahren kann diese Kraft so groß werden, dass das Seil reißt. A25  Wenn du zum Beispiel mit dem Wagen wie in B 2.16 , S. 16 durch die erste Senke fährst, dann ändert sich dabei deine Geschwindigkeit, weil sich deine Bewegungsrichtung ändert. Es ist ähnlich wie in B 4.18 d . Um deine Geschwindigkeit zu ändern, ist nach dem zweiten Newton’schen Gesetz eine Kraft notwendig. Diese Kraft spürst du in deinem Körper, und das macht den Reiz einer Achterbahn aus. A26  Du drückst den Ball mit einer bestimmten Kraft weg. Der Ball übt eine Gegenkraft auf dich aus und drückt dich in die Gegen­ richtung weg. Das ist das dritte Newton’sche Gesetz. Weil du eine größere Masse hast, bewegst du dich nach dem zweiten Newton’- schen Gesetz langsamer als der Ball. A28  Es ist so wie in B 4.26 . Das Jetpack übt eine Kraft auf das austretende Gas aus, das Gas nach dem dritten Newton’schen Gesetz eine Gegenkraft auf das Jetpack. Diese Gegenkraft bewegt den Astronauten weiter. Aber auch das zweite Newton’sche Gesetz spielt eine Rolle, weil die Kraft, die auf den Astronauten wirkt, diesen nach F = m · a beschleunigt. A29  Kraulen und Zappeln hilft nicht. Du musst irgendetwas in die Gegenrichtung wegwerfen, um das dritte Newton’sche Gesetz auszunutzen. Es bleibt dir nichts anderes übrig, als einen Weltraumstrip hinzulegen ( B 15.2 ). A30  Münchhausen übt mit einer Hand eine Kraft auf seinen Haarschopf aus. Nach dem dritten Newton’schen Gesetz übt dieser Haarschopf eine gleich große Kraft in die Gegenrichtung aus. Beide Kräfte heben einander genau auf. A31  Leider, leider geht das nicht! Es ist ähnlich wie bei A30 . Der Magnet übt eine Kraft auf das Auto aus, aber das Auto auch eine Kraft auf den Magneten. Es macht einmal kurz Klonk!, und dann pickt der Magnet am Auto und das war’s. A32  Der Amboss hat eine sehr große Masse und ist auf Grund von F = m · a schwer in Bewegung zu setzen. Deshalb merkt man unten drunter auch fast nichts. A33  Es ist das zweite Newton’sche Gesetz dargestellt (siehe auch B 4.18 b bis d ). Die richtige Zuordnung lautet 1c, 2a und 3b. B 15.2 Lösungen Kapitel 3–4 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv