Big Bang 2, Schulbuch

122 musst also flach ziehen. Ziehst du zu steil, rollte sie weg ( c ). Die Fadenlänge spielt in keinem der Fälle eine Rolle, weil sie die Richtung der Kraft nicht verändert. B 15.9 A15  30 kg entsprechen 300 N. Bei 3m Abstand von der Drehachse ergeben sich 900Nm. 40 kg entsprechen 400N. Die andere Person muss sich daher im Abstand von 900Nm/400N = 2,25m befinden. A16  Der Karren hat nicht vier, sondern nur zwei Räder, die sich auf einer Achse befinden. Er verhält sich daher ähnlich wie eine Wippe, also wie ein zweiarmiger Hebel. Wenn Last mal Lastarm rechts zu groß werden, dann hebt das Maultier wie im Bild ab. Das ist mit einer schräg stehenden Wippe vergleichbar, wenn rechts eine zu schwere Person sitzt. A17  Der Schraubenschlüssel ist ein einarmiger Hebel. Wenn du das Rohr über den Griff steckst, dann kannst du den Kraftarm verlängern und die Schraube leichter aufbekommen. Das Seil hilft dir deshalb nicht, weil es den Abstand der Kraft von der Drehachse nicht verlängern kann. A18  Die Wippe ist dann im Gleichgewicht, wenn sich der gemein- same KSP der beiden Personen genau über der Drehachse befindet ( B 15.10 ). Dann ist immer gleichzeitig auch das Hebelgesetz erfüllt. A19  Wenn ein Tropfen Wachs von einem Ende fällt, wird diese Seite etwas leichter und geht nach oben. Am anderen, unteren Ende schmilzt nun die Flamme das Wachs schneller weg. Es kommt dort zu einem neuen Tropfen Wachs, das andere Ende wird wieder schwerer, sinkt ab und so weiter. Man könnte es auch so sagen: Der gemeinsame KSP befindet sich abwechselnd links und rechts von der Achse. A20  Es liegt hier dasselbe Prinzip vor wie bei einem Flaschenzug. Weil die Schnur achtfach parallel liegt, wird deine Kraft veracht- facht. Dafür musst du achtmal so viel Seil einholen – eine Umset- zung der Goldenen Regel der Mechanik. Kapitel 9 A14  Man braucht 10 Millionen Atome für einen Millimeter und deshalb 100 Millionen für 1 cm (= 10mm). Deine Haare werden also um 1 cm gekürzt. A15 a) N 2  = Stickstoffgas; O 2  = Sauerstoffgas, umgangssprachlich nur Sauerstoff genannt; Ar = das Edelgas Argon; CO 2  = Kohlenstoff- dioxid b) Bis auf Ar handelt es sich um Moleküle. c) Der Treibhaus­ effekt wird durch das CO 2 ausgelöst. A16  Der Ausdruck ist unsinnig, weil alles aus Atomen besteht. Wenn du z.B. deine Schultasche trägst, ist das im Prinzip bereits auch ein Atomtransport. Gemeint ist ein Atommülltransport, nämlich der radioaktive und somit gesundheitsschädliche Abfall von Atomkraftwerken. B 15.10 A17  Die Atommasse von Wasserstoff beträgt 1 und die von Sauerstoff 16. Weil Wasser (H 2 O) aus zwei Wasserstoffatomen besteht, betragen also die Massenanteile 2 (H 2 ) zu 16 (O). Das Wasser im Glas besteht also zu 2g aus Wasserstoff und zu 16g aus Sauerstoff. A18  Ohne die Mineralstoffe Kalium (K) und Natrium (Na) könnten zum Beispiel keine elektrischen Reize in den Nerven weitergeleitet werden, ohne Calcium (Ca) wären Zähne und Knochen weich und die Muskeln könnten sich nicht zusammenziehen, und Chlor (Cl) brauchst du zur Bildung der Salzsäure im Magen. Das Spuren­ element Fluor (F) dient zur Kariesverhütung, Eisen (Fe) ist für den Sauerstofftransport unerlässlich und Iod (I) für die Bildung des Schilddrüsenhormons. A19  Die up-Quarks haben +2/3 Ladung und die down-Quarks –1/3. Das Proton hat daher die Ladung u + u + d = 2/3 + 2/3 – 1/3 = 3/3 = +1 und das Neutron u + d + d = 2/3 – 1/3 – 1/3 = 0 ( B 15.11 ). B 15.11 A20  Elementarteilchen sind Elektronen, up-Quarks und down- Quarks. Protonen und Neutronen sind nicht elementar, weil sie ja selbst noch einmal aus Quarks bestehen. A21  Fast die gesamt Masse eine Atoms befindet sich im Kern. Du erhältst deine Masse daher von den Neutronen und Protonen. Die Atomkerne sind aber winzig klein und haben fast kein Volumen. Dieses erhältst du von den Elektronen, die aber wiederum fast keine Masse haben. A22  Silber (Ordnungszahl 47, Abkürzung Ag vom lateinischen argentum), Platin (78, Pt) und Gold (79, Au vom lateinischen aurum) haben eine Ordnungszahl größer als 26 und entstehen daher nur bei einer Supernova. Heute kannst du sie beim Juwelier kaufen. Iod (53, I) stammt ebenfalls aus einer Supernova und ist in der Apotheke in Form von Iodtabletten zu bekommen – und natürlich wesentlich günstiger als die Edelmetalle. A23 a) 20.000 km sind 20.000.000m. Der Reifen muss sich dazu 20.000.000m/1,6m = 12.500.000 drehen, also 12,5 Millionen mal. b) Wenn sich der Reifen 12,5 Millionen mal dreht und dabei 5mm abgefahren werden, verliert er pro Umdrehung 5mm/12.500.000 = 0,000.000.4mm. c) Ein Atom hat einen Durchmesser von 1/10.000.000mm oder 0,000.000.1mm. Die abgefahrene Schicht entspricht daher der Höhe von vier Atomen. Beim Fahren legt, vereinfacht gesagt, jeder Reifen eine Art Gummiteppich auf die Straße, der einige Atomschichten hoch ist ( B 15.12 ). A24  Kurz vor dem Abreißen ( B 9.35 links ) hat ein Tropfen tatsächlich Tropfenform. Wenn er abreißt, dann wird er augenblick- lich kugelrund ( B 9.35 rechts ). Allerdings fällt er so schnell, dass er mit freiem Auge nicht mehr zu sehen ist. Der letzte optische Eindruck eines Tropfens vor dem Fallen ist also seine Tropfenform, und daher kommt die falsche Vorstellung, dass er auch beim Fallen so aussieht. B 15.12 Lösungen Kapitel 8–9 Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv