3 16 17 Bewegungen und Kräfte Das kann ich! 2 A1 Flugzeuge über Österreich Welche Flüge (A, B, C, D, E) sind hier beschrieben? Zeichne die Geschwindigkeitspfeile der einzelnen Flugzeuge ein. (1 cm entspricht 200 km __ h ) Flug fliegt mit 800 km __ h in den Norden. Flug fliegt nach Südwesten mit 600 km __ h . In nordöstliche Richtung fliegt Flug mit 300 km __ h . Flug fliegt nach Nordwesten mit 500 km __ h und Flug in die Gegenrichtung halb so schnell wie B. A2 Zeichne die Geschwindigkeiten der drei Bälle mit Pfeilen ein. Du wählst das Tempo und die Richtung der Bälle selbst aus. a) Die Bälle haben die gleiche Bewegungsrichtung, aber unterschiedliche Geschwindigkeiten → v . b) Die Bälle haben das gleiche Tempo v, aber unterschiedliche Geschwindigkeiten → v . A3 Hier siehst du das Stroboskopbild eines rollenden Tennisballs. Die Einzelbilder wurden in Zeitabständen von 0,05 Sekunden gemacht. a) Der Ball rollt von rechts nach links dem Meterstab entlang. Beschreibe seine Bewegung. b) Die zurückgelegte Strecke von Position A zur Position B beträgt etwa . Das durchschnittliche Tempo des Balls von A nach B beträgt v = s : t = : m __ s = m __ s . Die zurückgelegte Strecke von Position C zur Position D beträgt etwa . Das durchschnittliche Tempo des Balls von C nach D beträgt v = s : t = : m __ s = m __ s . Die zurückgelegte Strecke von Position A zur Position D beträgt etwa . Diese Strecke wurde in einer Zeit von zurückgelegt. Das durchschnittliche Tempo des Balls von A nach D beträgt v = s : t = : m __ s = m __ s . D E A C B N S O W 0,1 m 0,1 m 0,1 m 0,1 m 0,1 m 0,1 m D C B A A4 Dragan hat kein Problem damit, sich in der Großstadt zu orientieren. Er hat immer sein Smartphone bei sich. Wenn er das Ziel nicht kennt, gibt er die Adresse in den Routenplaner ein. Die GPS-Navigation zeigt ihm dann den richtigen Weg. Doch heute hat er vergessen, sein Smartphone aufzuladen und findet daher seinen Weg nicht. Ist die häufige Verwendung des Routenplaners schuld an Dragans Orientierungslosigkeit? Notiere eine Antwort auf diese Frage. Überlege: Welche anderen Möglichkeiten gäbe es, sich in einer Großstadt zurechtzufinden? Notiere Stichworte. A5 Beim Niesen erreicht der Luftstrom ein Tempo von etwa 160 km __ h , beim Husten ein Tempo von bis zu 1 000 km __ h . Weshalb ist es sinnvoll, in die Armbeuge zu niesen oder zu husten? Schreibe eine Antwort auf diese Frage in dein Physikheft. Hoch gesprungen Wenn du jemanden beobachtest, der aus dem Stand hochspringt, so können deine Augen die Abläufe der Bewegungen nur schwer erkennen. Bei der Erfassung von Bewegungen mit „Motion Capture“ werden Markierungen auf dem Körper angebracht. Dadurch können sie auf einer Fotoabfolge besser verfolgt werden. Entwickelt in der Gruppe einen Versuch, mit dem ihr die Bewegungen beim Hochspringen aus dem Stand festhalten könnt. Plant euren Versuch und beschreibt eure Vorgangsweise in einem Protokoll. Führt den Versuch durch, haltet eure Beobachtungen fest und wertet eure Ergebnisse aus. Wenn ihr mit euren Ergebnissen nicht zufrieden seid, dann ändert euren Versuch und führt ihn erneut durch. Präsentiert eure Ergebnisse der Klasse. Achtet bei der Planung, Durchführung, Auswertung und Präsentation eures Versuchs auf die Fähigkeiten der Personen eurer Gruppe. Welches Tempo erreiche ich? Material: Smartphone mit Schrittzähler-App und Stoppuhr, Fortbewegungsmittel (Fahrrad, Roller, Skateboard …), Physikheft zum Notieren der Messergebnisse Führt diesen Versuch zB auf einer Laufbahn durch. Messt mithilfe der Schrittzähler-App auf dem Smartphone eine Weglänge von 100 m ab. Fahrt diese Weglänge mit einem Fahrrad, Roller, Skateboard … entlang. Ihr könnt die Weglänge auch gehen, laufen, hüpfen … Dabei wird die Zeitdauer in Sekunden gestoppt. Berechnet das durchschnittliche Tempo v (in Meter/Sekunde) = Weglänge s (in Meter) : Zeitdauer t (in Sekunden). Gebt das errechnete Tempo auch in km __ h an (· 3,6). A6 Auf der Urlaubsfahrt: „Bis zum Ziel sind es noch 400 km. Es dauert 5 Stunden, bis wir am Ziel ankommen. Dazu müssen wir aber durchschnittlich 60 km __ h , 80 km __ h , 90 km __ h , 100 km __ h fahren. Jetzt fahren wir gerade 120 km __ h . Die nächste Raststation ist 60 km entfernt. Wenn wir so schnell weiterfahren können, dauert es bis dorthin noch 15 min, 20 min, 30 min, 45 min, 1 h. Fahren wir mit diesem Tempo aber 1,5 Stunden lang, dann kommen wir sogar bis zur übernächsten Raststation. Diese ist etwa 140 km, 160 km, 180 km, 200 km, 220 km entfernt.“ V1 V2 Alle Aufgaben in diesem Buch sind mit einem dreieckigen Zeichen markiert. Damit weißt du auf einen Blick, um welche Aufgabenart es sich handelt. Wenn du die Aufgaben löst, kannst du selbst überprüfen, was du gut beherrschst und wobei du dir noch schwertust. Aufgaben mit diesem Zeichen helfen dir, dein Fachwissen anzuwenden, zu erweitern und zu kommunizieren. Bei diesen Aufgaben sollst du Vermutungen aufstellen und Versuche planen, durchführen, festhalten und auswerten. Diese Aufgaben fordern dich auf, dir eine eigene fachlich begründete Meinung zu bilden, neue Informationen kritisch zu bewerten und verantwortungsbewusste Entscheidungen zu treffen. Am Ende eines Abschnittes findest du eine Doppelseite „Das kann ich!“ Diese Seiten helfen dir, den Lernstoff zu wiederholen und zu üben. Du kannst auch Neues zu den einzelnen Inhalten erforschen und entdecken. 28 29 Bewegungen und Kräfte 2 Was bedeutet der Begriff „Beharrungsprinzip“? Willst du einen Körper in Bewegung versetzen, stoppen oder seine Richtung ändern, so musst du eine Kraft auf ihn ausüben. Wenn keine Kraft auf den Körper ausgeübt wird, so erhält er auch keine Zusatzgeschwindigkeit. Erkläre diese Aussage mit der Newtonschen Bewegungsgleichung. Schreibe einen kurzen Text dazu in dein Physikheft. Diese Missgeschicke sind eine Folge des Beharrungsprinzips: A1 Das Beharrungsprinzip: Jeder Körper behält seine Geschwindigkeit (sein Tempo und seine Richtung) bei, wenn keine zusätzliche Kraft auf ihn wirkt. M 28.1 Eine Kraft wirkt auf das Servierbrett, aber nicht auf die Flüssigkeiten in den Gefäßen – Die Flüssigkeiten schwappen über. 28.2 Eine Kraft wirkt auf die Griffe der Tasche, aber nicht auf ihren Inhalt – Die Tasche reißt. Aus der Ruhe gebracht Drei gleich große Kugeln liegen auf dem Tisch. Sie rollen nicht weg, weil sie durch die Reibungskraft ( Seite 33) auf dem Tisch haften. Astrid möchte feststellen, welche dieser drei Kugeln die größte Masse hat. Sie pustet dazu die Kugeln an. Weshalb kann Astrid durch Anpusten die Kugeln voneinander unterscheiden? Erkläre mithilfe der Newtonschen Bewegungsgleichung. V1 A2 Das Beharrungsprinzip – ein Sonderfall der Newtonschen Bewegungsgleichung Physik im Alltag Wobei kannst du das Beharrungsprinzip beobachten? Viele Geschicklichkeitstricks verhindern durch schnelle Bewegungen, dass eine Kraft auf einen stehenden Körper einwirken kann. Probiere die drei folgenden Tricks aus. Arbeitsheftseiten 16–17 Stift steh‘ Stelle einen dicken Faserschreiber (Plakatstift) aufrecht auf das Ende eines Papierstreifens. Wie kannst du den Papierstreifen wegziehen, ohne dass der Stift umfällt? Beachte den Tipp auf dem Bild. V2 Der Turm wird kleiner Staple etwa fünf glatte Bauklötze zu einem Turm übereinander. Kannst du mit einem Stift den untersten Klotz wegschlagen, ohne dass der Turm umfällt? Gelingt dir das gut, so kannst du ein kleines Glas mit Wasser auf den obersten Klotz stellen. Das erhöht die Spannung. V3 Sicher ins Glas Fülle ein Trinkglas zu Dreiviertel mit Wasser oder mit Watte. Setze eine Spielkarte, den äußeren Teil einer Streichholzschachtel und ein rohes Ei darauf. Beachte den Aufbau im Bild. Wie kannst du das Ei ins Glas fallen lassen, ohne es zu berühren? V4 Wie wirkt das Beharrungsprinzip im Straßenverkehr? Im Straßenverkehr ändern sich Geschwindigkeiten ständig. Du wirst schneller beim Losfahren eines Fahrzeugs und änderst in Kurven die Bewegungsrichtung. Vor Ampeln und Kreuzungen musst du abbremsen oder stoppen. Befindest du dich in einem Fahrzeug, so kommt es dir während der Fahrt vor, als wärst du in Ruhe. Bei plötzlichen Änderungen der Bewegung des Fahrzeugs merkst du, dass du dich eigentlich mit seiner Geschwindigkeit mitbewegst. Das kann zu Unfällen und Verletzungen führen. Folgende Maßnahmen können dich im Straßenverkehr schützen: • In öffentlichen Verkehrsmitteln findest du Haltegriffe und Halteschlaufen. Nutze sie für sicheren Halt bei zB Geschwindigkeitsänderungen (Abb. 29.1). • Viele Fahrzeuge haben Sicherheitsgurte, Kopfstützen und Airbags. • Spanngurte verhindern, dass schwere Lasten im Fahrzeug verrutschen. Auf Dachträgern können sperrige Lasten transportiert werden (Abb. 29.2). • Lege auch leichte Gegenstände (zB Flaschen) nicht auf Ablagen. Sie könnten sich bei Notbremsungen gefährlich schnell bewegen. • Fahrzeuge können nicht sofort stehenbleiben. Schau daher vor und während des Überquerens der Straße, ob ein Fahrzeug kommt. 29.1 Verwende die Haltegriffe in öffentlichen Verkehrsmitteln. 29.2 Die Fahrräder sind gut gesichert und befestigt. Wie wirkt das Beharrungsprinzip bei Richtungsänderungen? Auf einer Kreisbahn erhält ein Körper durch die Einwirkung einer Kraft eine Zusatzgeschwindigkeit zur Mitte der Kreisbahn. Beim Schleudern in V5 ist das die Kraft, die durch die Schnüre auf den Untersetzer übertragen wird. Fehlt diese Kraft, so bewegt sich der Körper geradeaus weiter. Das kannst du zB beobachten, wenn kleine Metallstücke glühend von einer Trennscheibe wegspritzen (Abb. 29.3). Beim Kurvenfahren eines Fahrzeugs ist die Haftung der Reifen auf der Straße dafür verantwortlich ( Reibungskraft, Seite 33). Bei manchen handwerklichen Tätigkeiten werden durch drehende Scheiben, Seile, Messer … kleine Stücke weggeschleudert (Abb. 29.3). Überlegt Maßnahmen, die beim Arbeiten mit zB Trennscheiben, Rasenmähern, Kreissägen … wichtig sind, um sich selbst zu schützen. A6 29.3 Funkenflug beim Arbeiten mit einer Trennscheibe 29.4 Hier ist die Kraft, die den LKW in der Kurve hält, zu gering. Fatima und Dora stehen in der U Bahn (Abb. 29.1). Als sich Fatima kurz nicht anhält, bremst die U Bahn stark. Fatima fällt beinahe um. „Auf einmal hat mich eine starke Kraft fast umgerissen!“, meint sie. Schreibe eine Erklärung an Fatima, weshalb sie beim heftigen Bremsen der U Bahn fast umgefallen wäre. A3 Isabellas Onkel ist Taxifahrer. Sie bemerkt, dass er sich beim Autofahren nicht anschnallt und spricht ihn darauf an. „Ich brauch mich nicht anschnallen.“, meint Isabellas Onkel. „Erstens bin ich kräftig genug und kann mich am Lenkrad gut abstützen. Zweitens darf ich im Ortsgebiet eh nur 50 km __ h fahren. Und drittens stört mich der Gurt.“ Schreibe eine Nachricht an Isabella, wie sie ihren Onkel davon überzeugen kann, sich anzuschnallen. A4 Die Wasserschleuder Befestige einen Blumentopfuntersetzer aus Kunststoff an drei festen, 1 m langen Schnüren. Verknote die Schnüre am Ende miteinander. Stelle einen Becher mit gefärbtem Wasser auf den Untersetzer. Halte die Schnüre am Ende und schwinge deine „Schleuder“ hin und her. Erkläre, weshalb das Wasser verschüttet wird, wenn du zB an der Wand anstößt. V5 A5 Film a3r2bt Film a3i9qy Die Sonderseiten „Physik im Alltag“ bringen dir Gegenstände und Vorgänge des täglichen Lebens näher. Android iOS QuickMedia App 1. Scanne den QR-Code und lade die App auf dein Smartphone oder Tablet. 2. Scanne deinen Buchumschlag oder wähle dein Schulbuch in der App- Medienliste aus. 3. Scanne eine mit gekennzeichnete Buchseite oder wähle zB ein Video aus der App-Medienliste aus. 4. Spiele das Video ab. www.oebv.at 1. Webseite aufrufen Im Schulbuch eingedruckter Code kostenloses Zusatzmaterial Ó Zusatzmaterial a4u8vh • zahlreiche Arbeitsblätter • Versuchsfilme • Animationen Online-Code/Fach/ISBN 2. Gib den Code in das Suchfeld ein. Digitales Zusatzmaterial Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
RkJQdWJsaXNoZXIy MjU2NDQ5MQ==