Physik verstehen 2, Schülerbuch

3 Basis und Plus – Das kann ich! DieWelt, inderwirunsbewegen 24 25 2 1. Welche Einheiten fürdieGeschwindigkeit sind richtig? kmh m __ s km __ h s __ m ms h __ km 2. EinAutobraucht für280km 4Stunden.Wie schnellwaresdurchschnittlichunterwegs? 3. KörperaufderBalkenwaage.Wie vieleGrammhatderApfel? 4. EinGegenstandhateineMasse von 31,5gund ist 3cm 3 groß.Berechne seineDichte. VergleichemitderTabelleauf  Seite 94.AuswelchemMaterial könnteer sein? 5. Kräfte könnenKörper oder ihren ändern. DieMaßeinheitderKraft ist .Das istetwadieKraft,mitder Masse zur ziehen.DieMessgeräte fürKräfteheißen . 6. JedeKrafthateineGegenkraft. KreuzedasRichtigean. DieGegenkraft ist halb sogroß, gleichgroß, doppelt sogroß. Sie ist indie gleicheRichtung, entgegengesetzteRichtung gerichtet. 7. Kreuzedie richtigenAussagen über Schwerelosigkeit an: AufdemMond istman schwerelos,weilernur sowenigAnziehungskrafthat. AufeinerRaumstation istmandeshalb schwerelos,weildieseauf ihrerErdumlaufbahn ständig „umdieErdeherumfällt“. InderSchwerelosigkeithatmaneinGewicht von0N,aberdiegleicheMassewie sonstauch. InderSchwerelosigkeithatmaneinGewicht von0NundeineMasse von 0kg. Wennman frei von irgendwoherunterfällt,kannmanauchaufderErde schwerelos sein. Schwerelos istmannur imWeltall. 8. Wobefindet sichderSchwerpunktdieser freihängenden Figuren?DieersteSchwerlinie ist schoneingezeichnet! 9. DieStandfestigkeiteinesKörpers istumsogrößer, je mehr, weniger Masseerhat. je höher, tiefer seinSchwerpunkt liegt. je größer, kleiner seineStandfläche ist. W1 W1 W1 5dag 2dag 1g 5g 2g W1 W1 W1 W1 W1 W1 10. a) Karl läuft60Meter in 10Sekunden.SeineGeschwindigkeitbeträgt m __ s . b) KarlsOma fährtmitdemRad 20 km __ h . Wer ist schneller?KarlbeimSprintoder seineOmaamRad? 11. KörperaufderBalkenwaage.Wie vieleGrammhatderRing? 12. 25mleinerFlüssigkeithabeneineMasse von 22,5g.Welche Flüssigkeit könntedas sein? VergleichemitderTabelleauf  Seite94. Diese Flüssigkeitwird inWasser sinken, schwimmen. 13. ZeichnediebeschriebenenKräftemitKraftpfeilenein: a) MitwenigKraftwird derNagel indieWand geschlagen. b) DasGewichtder LKW-Ladung ist recht groß! c) DieRakete stößtAbgaseaus undbewegt sichnach vorne. 14. LukashateineMasse von 54kg.ErhataufderErdeeinGewicht vonetwa . AufdemMondhätteeretwa 1 _ 6 seinesGewichts,das sind . 15. DieBezeichnung „140kN“aufeinemKanaldeckelheißtübersetzt 140kg, 1400kg, 14000kg, 140000kg MasseBelastung. Warum stehtdieseAngabeaufdemKanaldeckel? 16. Stabil (S), labil (L)oder indifferent (I)?SchreibedieAbkürzungen zudenpassendenBildern. W1 W1 5g 2g 10mg 200mg 50mg W1 W1 W1 W1,W4 W1 S S U S U S U S U S U Am Ende eines Abschnittes findest du eine Doppelseite Basis und Plus – Das kann ich! Diese Seiten helfen dir, den Lern­ stoff zu wiederholen und zu üben. 40 41 DieWelt, inderwirunsbewegen Physik verstehen: Versuche 2 V1 DerApfelspalter E1 SteckeeinenApfelaufdieMesser­ schneideund schlagemitdem RückengegendieTischkante. AufgrundderTrägheitbewegt sich derApfeldurchdieMesserschneide. Messerrücken V2 WackligerMünzturm E1 SchlagedieuntereMünzemit einemStäbchenweg,ohnedass derMünzturmumfällt. Bistdu schnellgenug,bewegt sich derMünzturmdurch seineTrägheit garnicht. EURO EURO EURO EURO EURO EURO EURO EURO V3 Die trägeRolle E1 HängedieKlopapierrolleaneinen Stab.Ziehe zuerst langsam,dann ruckartig. Beim schnellenZiehenbewegt sich dieRolledurch ihreTrägheitnicht. DasPapierstück reißtab. V4 Roh und hartmitDrall E1 Drehe jeein rohesundeinhart gekochtesEi schnell, stoppees kurz mitdem Fingerund lasseswieder aus. DasharteEidreht sich schnellerund bleibt stehen.Das roheEidreht sich nachdemStoppweiter,weilnurdie festeSchale stoppt,das flüssige Innere sichaberdurchdieTrägheit weiterdreht. 3. ? 1. 2. V5 Bewegungsanzeige E1 BauedieAnordnung lautSkizze nach.KaumwahrnehmbareVer­ formungenderTischplatte zeigen sichdurchdieBewegungdes Lichtpunktes. DieUrsache istder lange Licht­ strahlzeiger. Knetmasse Laserstrahl kleiner Spiegel Laser V6 Der Pendelwagen E1 Setzeaufeinen leichtenWagenein Pendelauf (zB schwereSchrauben­ mutter). DurchdieGegenkraftbewegt sich derWagen indieGegenrichtungdes Pendelausschlages. V7 DieKettenfontäne E1 Gibeinemindestens 3m lange Kugelkette ineinGlas.Ziehedas Ende schnellnachuntenausdem Glas.HaltedasGlas indieHöhe. DieKette steigtausdemGlas–die HöhedesBogenshängt vonder FallhöhederKetteund ihrerMasse ab (MouldEffekt). V8 DieRaketenflasche E1 Fülleeine 0,5lPETFlaschemit etwasWasser.Fügeetwa zwei VitaminBrausetablettenhinzuund verschließe siemiteinemKorken. BeimWegschleuderndesKorkens bewegt sichdie Flaschedurchdie Gegenkraft. Rundstäbchen ca.2Brausetabletten +Wasser PET-Flasche V9 DieKerzenschaukel E1 Steckeeine längereNadeldurch eineKerzeundhänge siedrehbar gelagertauf.EntzündedieKerze anbeidenSeiten. DurchdasungleicheAbbrennen verschiebt sichderSchwerpunkt. DieKerze schaukelt. Kerze Nadel V10 Gleiten undHaften E1 LegeeineStangeaufdeineausge­ strecktenHände,ohne sie zuhalten. BewegedieHändeaufeinander zu. DurchdieAbwechslung vonHaft undGleitreibung kommendie Hände imSchwerpunktderStange zueinander. V11 Reibungskettchen E1 LegeeinKugelkettchen soüberdie Tischkante,dassesgeradenicht herunterrutscht. JenachTischober­ flächehängtein längereroder kürzererKettchenteilherab.Aus dessenGewicht lässt sichdie Haftreibungskraftermitteln. V12 Eine Zauberdose E1 BauedieDose (Erdnussdoseund Deckel)wie inderAbbildungnach. LässtdudieSchnur locker,kann sie gleiten.BeimSpannenderSchnur verstärkstdudieReibungunddie Dosebleibt stehen. V13 Die anhänglicheDose E1 RollstdudieseDose,dreht sichdas GummibanddurchdieTrägheitder schwerenSchraubenmutterein. Beim Loslassenwirddiedadurch gespeicherteVerformungsenergie inBewegungsenergieumgewan­ delt.DieDose kommtwieder zurück. Gummiband BlechdosemitDeckel FlachesGummibanddurchdie Löcher führenundmitZahnstochernbefestigen. V14 Auf und ab E1 RollstdudasRadauf, speicherstdu Lageenergie.BeimAbrollenwird Lageenergie inBewegungsenergie umgewandelt.DurchdieTrägheit dreht sichdas schwereRadweiter. DieSchnur rollt sichaufund Lageenergiewirdgespeichert. schwere Scheibe aufgewickelte Schnur V15 Die Zeigerwaage E1 BiegeeinenDrahtundbefestige ihnmiteinemNagel.Beschwereden ZeigermitKnetmasseund verwende Wägestücke,umdieSkaleneintei­ lung zumachen.Probiereauch Modellemitunterschiedlichen Zeigerlängen. steiferDraht zBKnetmasse V16 Seilmaschinen E1 Verwende leichteHolzbrettchen undglatteMetallhaken.Spannedie Schnüre lautAbbildung. Jeder verwendeteHakendes frei hängendenBrettchenshalbiertdie Zugkraft.Bei zu vielenHakenwird aberdieReibung zugroß. V17 Zwirnspulendressur E1, E2 Verwendeeinemöglichstgroße Zwirnspulemiteinigen Faden­ windungen.Zieheam Faden!Rollt dieSpule zudiroder vondirweg? Probiereundüberlege,woraufes ankommt! Lösungauf  Seite 89! Zwirnspule Faden V18 EinHebewerk E1, E2 BaueeinWasserradmitWickel­ vorrichtung. „Kurble“eine Last mithilfeeinesWasserstrahlshoch. Wie könntestdudasWasserrad „kräftiger“machen? AchsemitSchnur Last Physik verstehen-Seiten findest du ebenfalls am Ende eines Abschnittes. Physik verstehen im Alltag bringt dir Gegenstände und Vorgänge des täglichen Lebens näher. Physik verstehen: Versuche zeigt dir Experimente, die du zu den jewei­ ligen Themen durchführen kannst. 32 33 DieWelt, inderwirunsbewegen 2 EinfacheGerät erleichterndieArbeit Physik verstehen im Alltag 1. DieUmlenkungundAufteilung vonKräften Im LaufederGeschichtehabenMenschen immer versucht,Geräte zu erfinden,die ihrerbeschränktenMuskelkrafteinegrößereWirkung verleihen konnten. Einfachunddochwirkungsvollerwies sichdiegeschickteAnwendung von scharfenKlingen,Stangen,RädernundSeilen.Auchheutenochhelfenuns dieseeinfachenGeräte imAlltagbeiderErleichterungunsererArbeit. WirfstdueinSeilüberdenAsteinesBaumes, fälltesdirwesentlich leichter, einegroße Last zuheben.Du kannst zusätzlich zudeinerMuskelkraftdein Gewicht zumHebender Lasteinsetzen (Abb.32.1). Nocheinfacher istes,eine Lastnichtallein zu tragen.DieKraft teilt sich je nachAnzahlundWinkelderHaltevorrichtungenauf (Abb.32.2). V1 Mit geteilterKraft E1 HängeeinenKörperan zwei Kraftmesser.StehendieKraftmes­ ser imgleichenWinkel zur Last, istdieKraftgenauaufgeteilt. V2 Kraft der Eierschale E1 Nimmein kleineresEi indieHand undumschließeesmitden Fingern.Versuchees vonallen Seitengleichmäßig zusammen­ zudrücken. 32.1 UmlenkungderKraftmiteinemSeil 32.2 DasKräfteparallelogramm zeigtdie AufteilungderKräftean. SeileundVerstrebungen könnenKräfteumlenkenund verteilen.Siehelfen dadurchauchgrößere Lasten zuhebenund zu stabilisieren (Abb.32.5). AuchbeiTorbögenwerdenäußereDruckkräfte verteilt (Abb.32.3).Besonders gut lenkendieSpitzbögengotischerBauwerke (Abb.32.4)die Lastder BauwerkeüberdieSäulen indieGrundmauernab. 32.3 EinTorbogenhältgroßeDruckkräfte aus. 32.4 Gotischer Fensterbogen 32.5 Verstrebungen teilendasGewichtder Oberleitung inDruckundZugkräfteauf. 3. Die Schraube 33.3 Erdbohrer 33.4 EinearchimedischeSchraube ineiner Kläranlage 33.5 BeimBohrenwirdMaterialnachoben transportiert. PapposausAlexandriaerkannteum 300n.Chr.,dassmaneineSchraubeals aufgewickeltenKeilauffassen kann (  V4). Je kleinerdieSteigungder Schraube (=Keilwinkel) ist,destogrößereKräfte lassen sichmit ihrüber­ winden. Schraubendienennichtnur zumFixieren vonWerkstücken.Mit sogenannten archimedischenSchrauben kannstduauchMaterialhebenund Löcher bohren,wie zBbeiBohrmaschinen,ErdbohrernundWasserschrauben in Kläranlagen. V4 DieModellschraube E1 Schneideein rechtwinkliges DreieckauseinemBlattPapier ausundwickleesumeinStück Rundholz. 2. DerKeil Ziehstdueine Lastübereine schiefeRampe, istdasnichtgeradeeinfach.Dennoch isteseineKraftersparnis im Vergleichdazu,wenndudie LastüberdieseHöhehebst. V3 Mit demKeil hinauf E1 LegeeinenHolzkeilaufdenTisch und legeeinenweiterengleichen Keildarauf.Stelleaufden zweiten Keileinen schwerenKörper. BewegedenKörpernachoben, indemdudenoberenKeil ver­ schiebst. Esgenügteine klei eDruckkraft ufdenKeil,umgroßeKräfte im rechten Wi kelaufdieKeilflächen zu rzeugen (Abb.33.1). Je kleinerderKeilwinkel α ist,d sogrößereKräfte lassen sichmit ihmüb rwinden. Keilewerden zumSpalten zBbeimHolzhacken,MeißelnundSchnitzen verwendet.DurchdasEinklemmen vonKeilenunterTürenwird verhindert, dassdieseungewollt zufallen. Keilflächen F 2 F 1 a a F 3 33.1 Eine kleineKraft F 1 erzeugtgroße Kräfte ( F 2 ,F 3 )aufdieKeilflächen. 33.2 Holzhacken Alle Aufgaben in diesem Buch sind mit einem dreieckigen Zeichen markiert. Damit weißt du sofort, um welche Aufgabenart es sich handelt. Wenn du die Aufgaben löst, kannst du selbst überprüfen, was du gut beherrschst und wobei du dir noch schwer tust. Aufgaben mit diesem Zeichen helfen dir, Fachwissen zu erwerben und Grundfertigkeiten zu erlernen. Bei diesen Aufgaben kannst du dein erworbenes Fachwissen und deine erlernten Grundfertigkeiten anwenden. Diese Aufgaben fordern dich auf, selbstständig Lösungswege zu finden oder etwas zu beurteilen. Dabei kann es sein, dass du zusätzliche Informatio­ nen benötigst, zB aus dem Internet oder aus Nach­ schlagewerken. Arbeitsblätter t9z7gm www.oebv.at t9z7gm Zusatzmaterial Gehe auf www.oebv.at. Gib den Code im Suchfeld ein und du erhältst Zusatzmaterial. Im Schulbuch eingedruckter Lehrwerk Online-Code. Die Buchstaben neben den Versuchen und unter den Aufgaben kennzeichnen die Handlungskompetenzen. Wissen organisieren: W1: Vorgänge beschreiben W2: Aus Medien Informationen entnehmen W3: Vorgänge darstellen (Grafiken, Tabellen …) W4: Auswirkungen auf die Umwelt erfassen Erkenntnisse gewinnen: E1: Messungen durchführen und beschreiben E2: Vermutungen aufstellen E3: Zu Fragestellungen einen Versuch durchführen E4: Ergebnisse untersuchen und deuten Schlüsse ziehen: S1: Daten aus Medien bewerten S2: Bedeutung von Erkenntnissen für Menschen erfassen S3: Bedeutung für verschiedene Berufsfelder erkennen S4: Fachlich korrekt und folgerichtig argumentieren Die Lösungen der Aufgaben findest du zur Selbstkontrolle mit dem Code p9h2xw. Lehrwerk Online-Codes: Hier findest du genaue Verweise auf kostenloses Online-Zusatzmaterial. Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv