{"id":258,"date":"2019-04-21T01:28:09","date_gmt":"2019-04-20T23:28:09","guid":{"rendered":"http:\/\/www.test.michaelaugust.de\/?page_id=258"},"modified":"2023-08-07T14:37:44","modified_gmt":"2023-08-07T12:37:44","slug":"physik-mechanik","status":"publish","type":"page","link":"http:\/\/www.michaelaugust.de\/?page_id=258","title":{"rendered":"Physik Mechanik"},"content":{"rendered":"\n<p>Auf dieser Seite kannst Du Dir ganz in Ruhe alleine etwas beibringen, ohne, dass Dich Dein Lehrer oder sonst wer nervt. Gerne kannst Du auch Deinen Lehrer fragen, wenn Du etwas nicht verstehst. Arbeite alles von vorne nach hinten durch. Allerdings ist es wichtig, dass Du Dir wirklich etwas beibringst. Du kannst zwischendurch immer wieder testen, ob Du alles verstanden hast.  So bist Du auch fit f\u00fcr den Test, der am Ende kommen wird. <\/p>\n\n\n\n<p>Ok, es geht los!<\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">1.Mechanik -was ist das eigentlich?<\/h3>\n\n\n\n<p>Vielleicht hast Du das Wort &#8222;Mechanik&#8220; schon mal geh\u00f6rt. Oder das Wort &#8222;Automechaniker&#8220;. Aber was hei\u00dft das eigentlich? Das zu erkl\u00e4ren ist gar nicht so einfach. Es geht eigentlich immer um Bewegung. Warum sich etwas bewegt, warum nicht oder wie es sich bewegt. So k\u00fcmmert sich ein Automechaniker vor allem darum, dass sich ein Auto (wieder) bewegt, wenn es kaputt ist.<\/p>\n\n\n\n<p>In der Physik geht es bei dem Thema aber um noch viel mehr!<\/p>\n\n\n\n<p>Eine wichtige Frage ist zum Beispiel, warum sich etwas bewegt? Was meinst Du, warum bewegt sich etwas?<\/p>\n\n\n\n<p><code><div class=\"h5p-iframe-wrapper\"><iframe id=\"h5p-iframe-1\" class=\"h5p-iframe\" data-content-id=\"1\" style=\"height:1px\" src=\"about:blank\" frameBorder=\"0\" scrolling=\"no\" title=\"Wann bewegt sich etwas?\"><\/iframe><\/div><\/code><\/p>\n\n\n\n<p><br><\/p>\n\n\n\n<p>OK, Du solltest jetzt schon etwas ganz Wichtiges gelernt haben. Vervollst\u00e4ndige den folgenden Satz. Wenn er richtig angezeigt wird, dann sollst Du den Satz in Deinen Physikhefter \u00fcbertragen. \u00dcberschrift: <strong>Mechanik &#8211; Kr\u00e4fte.<\/strong> Danach Merksatz 1: (dort schreibst Du dann den folgenden Merksatz ab)<\/p>\n\n\n\n<p><code><div class=\"h5p-iframe-wrapper\"><iframe id=\"h5p-iframe-2\" class=\"h5p-iframe\" data-content-id=\"2\" style=\"height:1px\" src=\"about:blank\" frameBorder=\"0\" scrolling=\"no\" title=\"Damit sich etwas bewegt\"><\/iframe><\/div><\/code> <\/p>\n\n\n\n<pre class=\"wp-block-preformatted\"><\/pre>\n\n\n\n<p>Wenn eine Kraft auf einen K\u00f6rper einwirkt gibt es zwei M\u00f6glichkeiten: 1. der K\u00f6rper wird schneller. Man spricht dann von einer <strong>Beschleunigung<\/strong>. Oder 2. Der K\u00f6rper wird langsamer. Dann spricht man von einer <strong>Verz\u00f6gerung<\/strong>. Aber Kr\u00e4fte k\u00f6nnen noch mehr! Sie k\u00f6nnen au\u00dferdem etwas <strong>Verformen<\/strong> oder daf\u00fcr sorgen, dass ein K\u00f6rper seine Richtung <strong>\u00e4ndert<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p>Finde so schnell wie m\u00f6glich die Paare!<\/p>\n\n\n\n<p><code><div class=\"h5p-content\" data-content-id=\"5\"><\/div><\/code><\/p>\n\n\n\n<p>Ok, noch einmal. F\u00fclle die L\u00fcckentexte aus!<\/p>\n\n\n\n<p><code><div class=\"h5p-iframe-wrapper\"><iframe id=\"h5p-iframe-6\" class=\"h5p-iframe\" data-content-id=\"6\" style=\"height:1px\" src=\"about:blank\" frameBorder=\"0\" scrolling=\"no\" title=\"Was Kr\u00e4fte k\u00f6nnen\"><\/iframe><\/div><\/code><\/p>\n\n\n\n<p>\u00dcbertrage den Merksatz Nr. 2 in Deinen Hefter oder Heft:<\/p>\n\n\n\n<p>Kr\u00e4fte k\u00f6nnen von einem K\u00f6rper die Geschwindigkeit oder die Bewegungsrichtung ver\u00e4ndern. Auch k\u00f6nnen Sie ihn verformen.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">F\u00fcr Kr\u00e4fte benutzt man das<strong> Formelzeichen <\/strong><em><strong>F .<\/strong><\/em> Die Kraft misst man in der Einheit <strong>Newton (1N)<\/strong>.<\/h4>\n\n\n\n<p>Kr\u00e4fte kann man nicht sehen. Man kann nur sehen, was sie bewirkt haben. Aber man kann Kr\u00e4fte messen. Z.B. mit einem Kraftmesser. Sie bestehen aus einer Feder, die durch die Kraft verformt wird. <\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"1024\" height=\"380\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Federkraftmesser-1-1024x380.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-1019\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Federkraftmesser-1-1024x380.png 1024w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Federkraftmesser-1-300x111.png 300w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Federkraftmesser-1-768x285.png 768w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Federkraftmesser-1-1536x571.png 1536w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Federkraftmesser-1-150x56.png 150w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Federkraftmesser-1.png 1709w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p><code><div class=\"h5p-iframe-wrapper\"><iframe id=\"h5p-iframe-14\" class=\"h5p-iframe\" data-content-id=\"14\" style=\"height:1px\" src=\"about:blank\" frameBorder=\"0\" scrolling=\"no\" title=\"Messung von Kr\u00e4ften\"><\/iframe><\/div><\/code><\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"1024\" height=\"637\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Kraftmesser-Belastung.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-1023\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Kraftmesser-Belastung.png 1024w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Kraftmesser-Belastung-300x187.png 300w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Kraftmesser-Belastung-768x478.png 768w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Kraftmesser-Belastung-150x93.png 150w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Will man auf einer Zeichnung Kr\u00e4fte darstellen oder sichtbar machen, so benutzt man daf\u00fcr einen Pfeil. Ein Pfeil zeigt, in welche <strong>Richtung<\/strong> die Kraft wirkt. Seine L\u00e4nge gibt die <strong>St\u00e4rke<\/strong> der Kraft wieder.<\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h3 class=\"wp-block-heading\">Kr\u00e4fte werden durch Pfeile dargestellt<\/h3>\n\n\n\n<p>Eine Kraft wird als Pfeil  gezeichnet. Dieser Pfeil ist dann ein sogenannter Vektor.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"235\" height=\"21\" src=\"http:\/\/www.test.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/grafik-3.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-276\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p>Pfeilanfang: Angriffspunkt der Kraft<\/p>\n\n\n\n<p> Pfeilspitze: Richtung der Kraft<br> Pfeill\u00e4nge : Gr\u00f6\u00dfe der Kraft<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"1024\" height=\"264\" src=\"http:\/\/www.test.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Kr\u00e4fte-1024x264.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-277\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Kr\u00e4fte-1024x264.png 1024w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Kr\u00e4fte-300x77.png 300w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Kr\u00e4fte-768x198.png 768w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Kr\u00e4fte.png 1158w\" sizes=\"(max-width: 1024px) 100vw, 1024px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Gehen zwei Kr\u00e4fte in die gleiche Richtung, so k\u00f6nnen sie addiert werden. <\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"482\" height=\"264\" src=\"http:\/\/www.test.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Kr\u00e4fte-addieren.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-278\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Kr\u00e4fte-addieren.png 482w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Kr\u00e4fte-addieren-300x164.png 300w\" sizes=\"(max-width: 482px) 100vw, 482px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Zwei Pferde ziehen eine Kutsche in die selbe Richtung. So k\u00f6nnen die Kr\u00e4fte F1 und F2 zu Fgesamt addiert werden.<br><br><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"422\" height=\"220\" src=\"http:\/\/www.test.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Kr\u00e4fte-subtraktion.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-279\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Kr\u00e4fte-subtraktion.png 422w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2019\/04\/Kr\u00e4fte-subtraktion-300x156.png 300w\" sizes=\"(max-width: 422px) 100vw, 422px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Entgegengerichtete Kr\u00e4fte:<br>    Die Kutsche wird von den zwei Pferden gezogen (F2), und bekommt Gegenwind  (-F1). Die Gesamtkraft ergibt sich aus <br>    F1-F2.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<figure><iframe loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/phet.colorado.edu\/sims\/html\/forces-and-motion-basics\/latest\/forces-and-motion-basics_de.html\" allowfullscreen=\"\" width=\"800\" height=\"600\"><\/iframe><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>Zusammensetzung von Kr\u00e4ft<\/strong>en<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"460\" height=\"218\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/kraefte-zusammen.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-875\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/kraefte-zusammen.png 460w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/kraefte-zusammen-300x142.png 300w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/kraefte-zusammen-150x71.png 150w\" sizes=\"(max-width: 460px) 100vw, 460px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Verschieden gerichtete Kr\u00e4fte:<br>Wenn die zwei Pferde nicht in dieselbe Richtung laufen, muss zeichnerisch wie folgt addiert werden. Dabei entsteht das sogenannte &#8222;Kr\u00e4fte-Parallelogramm&#8220;: FR ist dabei die resultierende Kraft. Wenn Du nicht wei\u00dft, was&#8220;resultierend&#8220; bedeutet, benutze die Hilfe, um es Dir selbst zu erkl\u00e4ren.&nbsp; <\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/grafik.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-647\" width=\"251\" height=\"176\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/grafik.png 220w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/06\/grafik-150x105.png 150w\" sizes=\"(max-width: 251px) 100vw, 251px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>So kannst Du per Zeichnung die resultierende Kraft bestimmen<\/strong>:&nbsp;<\/p>\n\n\n\n<p>Stell dir vor, du hast zwei Kr\u00e4fte, die auf einen Gegenstand wirken. Diese Kr\u00e4fte sind wie unsichtbare Pfeile, die den Gegenstand schieben wollen.<\/p>\n\n\n\n<p>Um herauszufinden, wo der Gegenstand hingeht, musst du ein spezielles Muster zeichnen. Denk an ein Rechteck ohne rechte Winkel, das hei\u00dft, die Seiten sind schr\u00e4g.<\/p>\n\n\n\n<p>Jetzt zeichnest du die Kr\u00e4fte als Pfeile innerhalb dieses Rechtecks. Die L\u00e4nge der Pfeile zeigt an, wie stark die Kr\u00e4fte sind.<\/p>\n\n\n\n<p>Wenn du die Enden der Pfeile miteinander verbindest, entsteht eine schr\u00e4ge Linie.<\/p>\n\n\n\n<p>Die resultierende Kraft ist die, die vom Anfang des Rechtecks zur Spitze dieser schr\u00e4gen Linie zeigt. Das zeigt dir, in welche Richtung die Kr\u00e4fte den Gegenstand ziehen.<\/p>\n\n\n\n<p>Noch einfacher ausgedr\u00fcckt: Stell dir vor, du hast zwei Hunde an einer Leine. Sie ziehen in verschiedene Richtungen. Das Rechteck zeigt dir, wohin sie dich ziehen w\u00fcrden, wenn du sie genau in die Mitte des Rechtecks bringst und nach vorne schaust. Zu kompliziert? Dann suche dir ein Video, dass es dir erkl\u00e4rt. Z.B. das hier: <a href=\"https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=JdihgTx_kW8\">https:\/\/www.youtube.com\/watch?v=JdihgTx_kW8<\/a><\/p>\n\n\n\n<p> <\/p>\n\n\n\n<p><strong>Aufgabe<\/strong>:<\/p>\n\n\n\n<p>Folgende Aufgabe solltest Du jetzt alleine l\u00f6sen k\u00f6nnen:<\/p>\n\n\n\n<p>Ein Kind geht mit zwei Hunden spazieren. Zwischen den beiden Leinen besteht ein Winkel von 90 Grad. Die Hunde ziehen mit 90 und 60 N. Ermittle die resultierende Kraft. Benutze die Hilfe, wenn Du nicht weiter kommst. Das Ziel ist aber es alleine zu k\u00f6nnen. <\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Test<\/h2>\n\n\n\n<p>Du solltest jetzt in der Lage sein, Kr\u00e4fte zu addieren und zu subtrahieren. Und Du solltest bei zwei Kr\u00e4ften in unterschiedlicher Richtung in der Lage sein, die resultierende Kraft zu bestimmen bzw. auszurechnen.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Kraft und Gegenkraft<\/h2>\n\n\n\n<p>Wenn du einen Fu\u00dfball trittst, \u00fcbst du eine Kraft auf den Ball aus. Die Kraft kann den Ball dazu bringen, sich zu bewegen oder seine Geschwindigkeit zu \u00e4ndern. Das ist jetzt f\u00fcr Dich nichts Neues mehr.<\/p>\n\n\n\n<p>Aber hier kommt die verr\u00fcckte Sache mit der Gegenkraft ins Spiel. Gegenkraft ist die Reaktion auf die urspr\u00fcngliche Kraft. Das bedeutet, dass das Objekt, auf das die Kraft ausge\u00fcbt wird, eine gleich gro\u00dfe Kraft in die entgegengesetzte Richtung aus\u00fcbt. Aufgabe: \u00fcberpr\u00fcfe mit einem Lineal, ob in der folgenden Zeichnung die beiden Kraftpfeile wirklich genau gleich sind, oder ob vielleicht ein Fehler unterlaufen ist.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"330\" height=\"148\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Laeufer-start-Michael.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-750\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Laeufer-start-Michael.png 330w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Laeufer-start-Michael-300x135.png 300w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Laeufer-start-Michael-150x67.png 150w\" sizes=\"(max-width: 330px) 100vw, 330px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Lass mich das anhand eines Beispiels erkl\u00e4ren. Stell dir vor, du stehst auf einem Skateboard und schiebst deinen Freund oder Deine Freundin weg. Wenn du sie oder ihn nach hinten schiebst, \u00fcbst du eine Kraft auf ihn aus. Gleichzeitig \u00fcbt dein Freund eine Gegenkraft auf dich aus, indem er dich nach vorne schiebt.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kraftmaus-1024x469.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-751\" width=\"560\" height=\"256\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kraftmaus-1024x469.png 1024w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kraftmaus-300x137.png 300w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kraftmaus-768x351.png 768w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kraftmaus-1536x703.png 1536w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kraftmaus-2048x937.png 2048w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Kraftmaus-150x69.png 150w\" sizes=\"(max-width: 560px) 100vw, 560px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Das ist das Prinzip von Kraft und Gegenkraft. Jede Aktion erzeugt eine Reaktion, oder anders gesagt, jede Kraft hat eine gleich gro\u00dfe Gegenkraft. Das nennt man auch <strong>das dritte Newtonsche Gesetz der Bewegung, benannt nach Sir Isaac Newton.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Masse und Gewichtskraft<\/h2>\n\n\n\n<p>Die Masse gibt an, wie leicht oder schwer etwas ist. In einer Formel wird die Masse mit einem \u201em\u201c abgek\u00fcrzt. Die Einheit der Masse kennst Du bestimmt schon. Die Masse wird in der Einheit Kilogramm (1kg) oder Gramm (1g) gemessen. Die Masse von einem K\u00f6rper ist immer gleich, egal wo man ist. Also z.B. m<sub>Mensch <\/sub>= 62 kg.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-large is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Balkenwaage-839x1024.jpg\" alt=\"\" class=\"wp-image-693\" width=\"275\" height=\"336\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Balkenwaage-839x1024.jpg 839w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Balkenwaage-246x300.jpg 246w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Balkenwaage-768x937.jpg 768w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Balkenwaage-1259x1536.jpg 1259w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Balkenwaage-123x150.jpg 123w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Balkenwaage.jpg 1311w\" sizes=\"(max-width: 275px) 100vw, 275px\" \/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Dies ist eine Balkenwaage. Sie ist ideal, um Massen zu bestimmen.<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p><code><div class=\"h5p-iframe-wrapper\"><iframe id=\"h5p-iframe-16\" class=\"h5p-iframe\" data-content-id=\"16\" style=\"height:1px\" src=\"about:blank\" frameBorder=\"0\" scrolling=\"no\" title=\"Masse und Gewichtskraft\"><\/iframe><\/div><\/code><\/p>\n\n\n\n<p>Aber jetzt kommt\u2019s : In der Physik unterscheidet man zwischen Masse und Gewicht. <strong>Die Masse ist \u00fcberall gleich. Das Gewicht nicht!!!<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Und das h\u00e4ngt mit der <strong>Gewichtskraft<\/strong> zusammen. <\/p>\n\n\n\n<p>Die Gewichtskraft ist die Kraft, die auf einen Gegenstand wirkt, wenn er sich in der N\u00e4he der Erde befindet. Sie wird verursacht durch die Anziehungskraft der Erde auf den Gegenstand. Je gr\u00f6\u00dfer der Gegenstand ist, desto st\u00e4rker ist die Gewichtskraft. Verstehst du das bis hierhin?<\/p>\n\n\n\n<p>Die Gewichtskraft zeigt immer nach unten, zur Erde hin. Das liegt an der Anziehungskraft der Erde. Sie sorgt daf\u00fcr, dass wir auf dem Boden bleiben und nicht im Weltraum herumfliegen. Wenn Du Springen spielst, dann wirkt die Gewichtskraft auch, wenn Du wieder auf den Boden kommst und Dich wieder hinsetzt.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Aufgabe<\/strong>: Fertige in Deinem Heft eine Zeichnung an, die das wieder gibt, was Du gerade \u00fcber die Gewichtskraft gelesen hast. <\/p>\n\n\n\n<p>Um die Gewichtskraft zu messen, benutzt man eine Feder-Waage. Die Feder-Waage zeigt Dir, wie stark die Gewichtskraft Deines K\u00f6rpers ist. Wie viel Du wiegst, h\u00e4ngt von Deiner Masse ab. Je mehr Masse Du hast, desto gr\u00f6\u00dfer ist Deine Gewichtskraft.<\/p>\n\n\n\n<p>Der Ortsfaktor<\/p>\n\n\n\n<p>Aber es h\u00e4ngt auch davon ab, wo Du Dich gerade befindest. Auf dem Mond wird Deine Masse weniger stark angezogen als auf der Erde. Auf dem Mars wird man ebenfalls weniger stark angezogen. Aber auch auf der Erde macht es einen Unterschied, ob man am \u00c4quator oder in der N\u00e4he des Nordpols steht. Man spricht deshalb vom Ortsfaktor. Wenn man ein Gewicht ganz genau angeben will, so muss man den Ortsfaktor mit angeben.<\/p>\n\n\n\n<p>Die Gewichtskraft (F<sub>G <\/sub>berechnet man so: F<sub>G <\/sub>= m * g Wobei g der Ortsfaktor ist.<\/p>\n\n\n\n<p>Auf der Erde ist der Ortsfaktor im Durchschnitt 9,81 (gerundet 10). Am Nordpol ist er niedriger als auf dem Mount Everest. Auf dem Mond ist er 1,62. Und auf der Sonne 274.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Formeln umstellen<\/h2>\n\n\n\n<p>Manchmal ist es&nbsp; wichtig eine Formel so umzustellen, dass sich ein Buchstabe der Formel alleine auf einer Seite des Gleichheitszeichens befindet. Man sagt: Die Formel muss aufgel\u00f6st werden. Z.B. kann man die Formel F<sub>G<\/sub> = g * m nach g aufl\u00f6sen. Anschlie\u00dfend kann man die Werte, die man z.B. f\u00fcr F<sub>G <\/sub>und m hat einsetzen und g ausrechnen. Wie das genau geht ist hier Schritt f\u00fcr Schritt erkl\u00e4rt. Diese Arbeitsweise musst Du k\u00f6nnen. \u00dcbe es so lange, bis Du es ohne Hilfe kannst:<\/p>\n\n\n\n<!DOCTYPE HTML PUBLIC \"-\/\/W3C\/\/DTD HTML 4.01 Transitional\/\/EN\" \"http:\/\/www.w3.org\/TR\/html4\/loose.dtd\">\n<html style=\"width: 100%; height: 100%;\">\n\t<head>\n\t\t<title>Gewichtskraft &#8211; Formelumstellung (Animation)<\/title>\n\t\t<script type=\"text\/x-mathjax-config\">MathJax.Hub.Config({tex2jax: {inlineMath: [['$','$'], ['\\\\(','\\\\)']]}});<\/script>\n\t\t<script type=\"text\/javascript\" src=\"http:\/\/cdn.mathjax.org\/mathjax\/latest\/MathJax.js?config=TeX-AMS-MML_HTMLorMML\"><\/script>\n\t<\/head>\n\t<body style=\"width: 100%; height: 100%; margin: 0; \">\n\t<style type=\"text\/css\">\n\t.LEIFI_mathe_hintergrund {\n\t\tclear:both;\n\t\tmargin-left:auto;\n\t\tmargin-right:auto;\n\t\tmargin-top:1em; \n\t\tmargin-bottom:1em;\n\t\twidth:auto;\n\t\tmin-width:480px;\n\t\tmax-width:903px;\n\t\theight:auto;\n\t\tbackground-color:#EFEFEF;\n\t\tborder: 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type=\"image\" \/><span>&nbsp;<\/span><\/div>\n\t\t\t<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t<div class=\"LEIFI_mathe_rechts\">\n\t\t\t<div id=\"gkfu_text01\">Die Gleichung\\[\\color{Red}{{F_{\\rm{G}}}} = {{g}} \\cdot {{m}}\\]ist bereits nach \\(\\color{Red}{{F_{\\rm{G}}}}\\) aufgel&ouml;st. Du brauchst also keine Umformungen durchzuf\u00fchren.<\/div>\n\t\t\t<div id=\"gkfu_text11\">Um die Gleichung\\[{{F_{\\rm{G}}}} = \\color{Red}{{g}} \\cdot {{m}}\\]nach \\(\\color{Red}{{g}}\\) aufzul\u00f6sen, musst du <strong>drei Umformungen<\/strong> durchf\u00fchren:<\/div>\n\t\t\t<div id=\"gkfu_text12\"><br \/><br \/><strong>Vertausche<\/strong> die beiden Seiten der Gleichung.<br \/>\\[\\color{Red}{{g}} \\cdot {{m}} = {{F_{\\rm{G}}}}\\]<\/div>\n\t\t\t<div id=\"gkfu_text13\"><strong>Dividiere<\/strong> beide Seiten der Gleichung durch \\({{m}}\\). Schreibe diese Division aber nicht mit dem Divisionszeichen (:), sondern als Bruch, in dem \\({{m}}\\) im Nenner steht.<br \/>\\[\\frac{\\color{Red}{{g}} \\cdot {{m}}}{{{m}}} = \\frac{{{F_{\\rm{G}}}}}{{{m}}}\\]<\/div>\n\t\t\t<div id=\"gkfu_text14\"><strong>K\u00fcrze<\/strong> den Bruch auf der linken Seite der Gleichung durch \\({{m}}\\).\\[\\color{Red}{{g}} = \\frac{{{F_{\\rm{G}}}}}{{{m}}}\\]Die Gleichung ist nach \\(\\color{Red}{{g}}\\) aufgel\u00f6st.<\/div>\n\t\t\t<div id=\"gkfu_text21\">Um die Gleichung\\[{{F_{\\rm{G}}}} = {{g}} \\cdot \\color{Red}{{m}}\\]nach \\(\\color{Red}{{m}}\\) aufzul\u00f6sen, musst du <strong>drei Umformungen<\/strong> durchf\u00fchren:<\/div>\n\t\t\t<div id=\"gkfu_text22\"><br \/><br \/><strong>Vertausche<\/strong> die beiden Seiten der Gleichung.<br \/>\\[{{g}} \\cdot \\color{Red}{{m}} = {{F_{\\rm{G}}}}\\]<\/div>\n\t\t\t<div id=\"gkfu_text23\"><strong>Dividiere<\/strong> beide Seiten der Gleichung durch \\({{g}}\\). Schreibe diese Division aber nicht mit dem Divisionszeichen (:), sondern als Bruch, in dem \\({{g}}\\) im Nenner steht.<br \/>\\[\\frac{{{g}} \\cdot \\color{Red}{{m}}}{{{g}}} = \\frac{{{F_{\\rm{G}}}}}{{{g}}}\\]<\/div>\n\t\t\t<div id=\"gkfu_text24\"><strong>K\u00fcrze<\/strong> den Bruch auf der linken Seite der Gleichung durch \\({{g}}\\).\\[\\color{Red}{{m}} = \\frac{{{F_{\\rm{G}}}}}{{{g}}}\\]Die Gleichung ist nach \\(\\color{Red}{{m}}\\) aufgel\u00f6st.<\/div>\n\t\t<\/div>\n\t\t<script>\n\/\/ Gewichtskraft Formelumstellung (F_G = g * m)\n\/\/ 11.7.2018\n\n\/\/ ****************************************************************************\n\/\/ * Autor: Thomas Unkelbach f\u00fcr LEIFIphysik.de                               *\n\/\/ * Dieses Programm darf - auch in ver\u00e4nderter Form - f\u00fcr nicht-kommerzielle *\n\/\/ * Zwecke verwendet und weitergegeben werden, solange dieser Hinweis nicht  *\n\/\/ * entfernt wird.                                                           *\n\/\/ ****************************************************************************\n\ndocument.addEventListener(\"DOMContentLoaded\",gkfu_formelumstellung (),false);\n\nfunction gkfu_formelumstellung () {\n\nwindow.addEventListener(\"resize\", zoom);\n\nvar zurueckknopf = document.getElementById('gkfu_zurueckknopf');\nvar vorknopf = document.getElementById('gkfu_vorknopf');\nvar resetknopf = document.getElementById('gkfu_resetknopf');\n\nvar auswahl = document.getElementById('gkfu_auswahl');\n\nvar auswahl1 = document.getElementById('gkfu_auswahl1');\nvar auswahl2 = document.getElementById('gkfu_auswahl2');\nvar auswahl3 = document.getElementById('gkfu_auswahl3');\n\nvar text01 = document.getElementById('gkfu_text01');\nvar text11 = document.getElementById('gkfu_text11');\nvar text12 = document.getElementById('gkfu_text12');\nvar text13 = document.getElementById('gkfu_text13');\nvar text14 = document.getElementById('gkfu_text14');\nvar text21 = document.getElementById('gkfu_text21');\nvar text22 = document.getElementById('gkfu_text22');\nvar text23 = document.getElementById('gkfu_text23');\nvar text24 = document.getElementById('gkfu_text24');\n\nvar step = 0;\n\ninit();\n\nfunction init (){\n\tzoom();\n\tzurueckknopf.addEventListener('click', function() {step = step - 1; 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D.h. zwei Massen ziehen sich gegenseitig an. Also Die Erde (Masse 1) zieht einen Menschen (Masse 2) an. Aber gleichzeitig zieht der Mensch auch die Erde an. Nur wesentlich weniger stark. Die Gr\u00f6\u00dfe der Gravitationskraft wird vom Abstand&nbsp;&nbsp;der sich anziehenden K\u00f6rper und ihren Massen&nbsp;&nbsp;beeinflusst.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"384\" height=\"480\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/07\/Newton.gif\" alt=\"\" class=\"wp-image-708\"\/><\/figure>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Hookesches Gesetz<\/h2>\n\n\n\n<p>Das Hooke&#8217;sche Gesetz ist eine Regel, die besagt, dass die Ausdehnung oder Verk\u00fcrzung eines elastischen Materials proportional zur ausge\u00fcbten Kraft ist. Was bedeutet das? Nun, stell Dir vor, Du hast ein Gummi- oder Federband in der Hand. Wenn Du es dehnst oder zusammendr\u00fcckst, \u00fcbst Du eine Kraft auf das Material aus, richtig? Das Hooke&#8217;sche Gesetz sagt uns, dass die Ver\u00e4nderung der L\u00e4nge des Materials direkt proportional zur ausge\u00fcbten Kraft ist. Wir nehmen als Material jetzt einfach mal eine Feder aus Stahl.<\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\">Kraftwirkung auf elastische K\u00f6rper<\/h4>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/www.leifiphysik.de\/sites\/default\/files\/images\/379749ed19b66d19eef814cf4d9a958c\/1000hookesches_gesetz.svg\" alt=\"\" width=\"558\" height=\"541\"\/><figcaption class=\"wp-element-caption\">Abb. 1 L\u00e4ngen\u00e4nderung einer Feder beim Hookeschen Gesetz.<sub> ( @Joachim Herz Stiftung)<\/sub><\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n<p>Das Gesetz von HOOKE beschreibt die Wirkung einer Kraft auf&nbsp;<strong>elastische<\/strong>&nbsp;K\u00f6rper. Dies sind z.B. Federn oder Gummib\u00e4nder. Federn gehen in ihre urspr\u00fcngliche Lage zur\u00fcck.<\/p>\n\n\n\n<p>Auf die&nbsp;links&nbsp;aufgeh\u00e4ngte Feder in Abb. 1 wirkt nur ihre&nbsp;Gewichtskraft F<sub>G<\/sub>, da an sie keine Kugel angeh\u00e4ngt ist. Sie hat die L\u00e4nge x<sub>0<\/sub>. Belastest Du die Feder z.B. durch Anh\u00e4ngen einer Kugel, so wirkt&nbsp;zus\u00e4tzlich eine&nbsp;<strong>Kraft&nbsp;F<sub>Kugel<\/sub> <\/strong>auf die Feder. Insgesamt wirkt jetzt also die Kraft&nbsp;F= F<sub>0<\/sub>.+ F<sub>Kugel<\/sub> auf die Feder. (F<sub>0 <\/sub>ist die Kraft, die auf die Feder ohne Kugel wirkt.)<\/p>\n\n\n\n<p>Die Feder dehnt sich aus und hat nun mit angeh\u00e4ngter Kugel die L\u00e4nge x. Die L\u00e4ngen\u00e4nderung&nbsp;\u0394x der Feder ist also&nbsp;\u0394x= x- x<sub>0<\/sub> . Das liest sich erst einmal alles sehr kompliziert. Aber lese noch einmal Satz f\u00fcr Satz und vergleiche ihn mit der Abbildung. Dann wird es verst\u00e4ndlich.<\/p>\n\n\n\n<p>Nat\u00fcrlich h\u00e4ngt die L\u00e4ngen\u00e4nderung auch von der Masse der Kugel ab. Also von der jeweiligen Gewichtskraft. ABER:&nbsp; Je gr\u00f6\u00dfer die Kraft, desto l\u00e4nger dehnt sich auch die Feder aus. Die Ausdehnung h\u00e4ngt aber von der jeweiligen Feder ab. Eine aus d\u00fcnnem Stahl dehnt sich st\u00e4rker aus, als eine aus dickem. Man spricht deshalb von einer Federkonstante <strong>D .<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><strong>D = Kraft\u00e4nderung : L\u00e4ngen\u00e4nderung<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Beobachte, was sich ver\u00e4ndert, wenn Du eine Kraft einstellst und anschlie\u00dfend die Federkonstante ver\u00e4nderst. Schreibe anschlie\u00dfend unter der \u00dcberschrift <strong>\u201eZusammenhang zwischen Federkonstante und wirkende Kraft\u201c<\/strong> mindestens drei S\u00e4tze, die den Zusammenhang erkl\u00e4ren.<\/p>\n\n\n\n<figure><iframe loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/phet.colorado.edu\/sims\/html\/hookes-law\/latest\/hookes-law_de.html\" allowfullscreen=\"\" width=\"800\" height=\"600\"><\/iframe><\/figure>\n\n\n\n<figure><iframe loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/phet.colorado.edu\/sims\/html\/masses-and-springs\/latest\/masses-and-springs_de.html\" allowfullscreen=\"\" width=\"800\" height=\"600\"><\/iframe><\/figure>\n\n\n\n<p>Aufgabe: Miss die Verl\u00e4ngerung einer Feder bei verschiedenen Massest\u00fccken aus. Lege eine <strong>Messtabelle<\/strong> in Deinem Hefter an und zeichne ein <strong>Diagramm<\/strong>. <strong>\u00dcberschrift<\/strong>: Die Federkonstante <strong>D<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Reibungskr\u00e4fte<\/h2>\n\n\n\n<p>Die Haftreibung spielt im t\u00e4glichen Leben eine wichtige Rolle. Hier sind drei Beispiele:<\/p>\n\n\n\n<p>1. Radfahren auf nasser Stra\u00dfe: Beim Radfahren auf nasser oder rutschiger Stra\u00dfe spielt die Haftreibung zwischen den Reifen und der Fahrbahnoberfl\u00e4che eine entscheidende Rolle. Die Haftreibungskraft erm\u00f6glicht es den Reifen, ausreichend Grip auf der Stra\u00dfe zu haben, um das Fahrzeug zu kontrollieren und ein Abrutschen oder Ausbrechen zu verhindern.<\/p>\n\n\n\n<p>\ufeff<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/0\/09\/Fahrrad-Symbol_01_KMJ.png\/640px-Fahrrad-Symbol_01_KMJ.png\" alt=\"Datei:Fahrrad-Symbol 01 KMJ.png \u2013 Wikipedia\" width=\"131\" height=\"80\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p>2. \u00d6ffnen von Schrankt\u00fcren: In einem Haushalt hat man oft Schrankt\u00fcren, die ge\u00f6ffnet und geschlossen werden m\u00fcssen. Die Haftreibung zwischen den T\u00fcrscharnieren und der Struktur des Schrankes sorgt daf\u00fcr, dass die T\u00fcren in Position bleiben und nicht ungewollt auf- oder zuschnappen.<\/p>\n\n\n\n<p>3. Bewegen von M\u00f6beln: Beim Bewegen von M\u00f6beln in einem Raum spielt die Haftreibung eine Rolle zwischen den M\u00f6belbeinen und dem Boden. Die Haftreibungskraft verhindert ein ungewolltes Verschieben der M\u00f6belst\u00fccke und erm\u00f6glicht es, die M\u00f6bel kontrolliert und sicher zu bewegen.<\/p>\n\n\n\n<p>Darstellung der Kr\u00e4fte beim Anschieben einer Kiste, die zun\u00e4chst auf dem Boden haftet. Hat sich die Kiste einmal in Bewegung gesetzt, braucht es nur noch eine geringere Kraft, um die Bewegung beizubehalten.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/f\/f0\/Stiction.svg\/800px-Stiction.svg.png\" alt=\"undefined\" width=\"250\" height=\"437\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p><sup>Abbildung Reibungskr\u00e4fte: Debenben &#8211; Eigenes Werk, CC BY-SA 3.0, https:\/\/commons.wikimedia.org\/w\/index.php?curid=31801913<\/sup><\/p>\n\n\n\n<p><code><div class=\"h5p-iframe-wrapper\"><iframe id=\"h5p-iframe-19\" class=\"h5p-iframe\" data-content-id=\"19\" style=\"height:1px\" src=\"about:blank\" frameBorder=\"0\" scrolling=\"no\" title=\"Die Haftreibung\"><\/iframe><\/div><\/code>&lt;iframe src=&#8220;https:\/\/phet.colorado.edu\/sims\/html\/friction\/latest\/friction_de.html&#8220;        width=&#8220;800&#8243;        height=&#8220;600&#8243;        allowfullscreen&gt;&lt;\/iframe&gt;<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Aufgabe: \u00dcbertrage die richtigen S\u00e4tze in Deinen Hefter oder ins Heft. \u00dcberschrift: Haftreibung<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>\u00dcbrigens entsteht bei der Reibung auch immer W\u00e4rme (energie). Das veranschaulicht sehr sch\u00f6n diese Simulation:<\/p>\n\n\n\n<iframe loading=\"lazy\" src=\"https:\/\/phet.colorado.edu\/sims\/html\/friction\/latest\/friction_de.html\"\n        width=\"800\"\n        height=\"600\"\n        allowfullscreen>\n<\/iframe>\n\n\n\n<p>Wenn Du das Thema vertiefen m\u00f6chtest: https:\/\/www.leifiphysik.de\/mechanik\/reibung-und-fortbewegung\/grundwissen\/haft-gleit-und-rollreibung<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Haftreibungskoeffizient<\/h2>\n\n\n\n<p>Je nachdem welche Materialien aufeinander reiben gibt es einen \u201e Haftreibungskoeffizient\u201c. Wenn ich diesen \u201eHaftreibungskoeffizienten\u201c kenn, kann ich ausrechnen, wie viel Kraft ich brauche, um etwas zu bewegen.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Haftreibungskraft = Haftreibungskoeffizient * Normalkraft<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Der folgende Rechner hilft Dir Haftreibungskraft, Haftreibungskoeffizient und Normalkraft auszurechnen.<\/p>\n\n\n\n<!DOCTYPE html>\n<html>\n<head>\n    <title>Haftreibungssimulation<\/title>\n    <script src=\"https:\/\/code.jquery.com\/jquery-3.6.0.min.js\"><\/script>\n<\/head>\n<body>\n    <h1>Haftreibungssimulation<\/h1>\n\n    <label for=\"kraft\">Kraft (N):<\/label>\n    <input type=\"number\" id=\"kraft\" value=\"10\">\n\n    <label for=\"haftreibungskoeffizient\">Haftreibungskoeffizient:<\/label>\n    <input type=\"number\" id=\"haftreibungskoeffizient\" value=\"0.6\">\n\n    <label for=\"haftreibungskraft\">Haftreibungskraft (N):<\/label>\n    <input type=\"number\" id=\"haftreibungskraft\" value=\"\">\n\n    <button id=\"berechnen\">Berechnen<\/button>\n\n    <div id=\"ergebnis\"><\/div>\n\n    <script>\n        function haftreibung(kraft, reibungskoeffizient) {\n            return reibungskoeffizient * kraft;\n        }\n\n        $(\"#berechnen\").on(\"click\", function () {\n            const kraft = parseFloat($(\"#kraft\").val());\n            const haftreibungskoeffizient = parseFloat($(\"#haftreibungskoeffizient\").val());\n            const haftreibungskraft = parseFloat($(\"#haftreibungskraft\").val());\n\n            if (!isNaN(haftreibungskraft)) {\n                \/\/ Haftreibungskraft wurde eingegeben, berechne den Haftreibungskoeffizient\n                const haftreibungskoeffizient_berechnet = haftreibungskraft \/ kraft;\n                $(\"#haftreibungskoeffizient\").val(haftreibungskoeffizient_berechnet.toFixed(2));\n            } else if (!isNaN(haftreibungskoeffizient)) {\n                \/\/ Haftreibungskoeffizient wurde eingegeben, berechne die Haftreibungskraft\n                const haftreibungskraft_berechnet = haftreibung(kraft, haftreibungskoeffizient);\n                $(\"#haftreibungskraft\").val(haftreibungskraft_berechnet.toFixed(2));\n            }\n\n            \/\/ Ergebnis ausgeben\n            $(\"#ergebnis\").html(\n                \"<p>Haftreibungskraft: \" + $(\"#haftreibungskraft\").val() + \" N<\/p>\" +\n                \"<p>Haftreibungskoeffizient: \" + $(\"#haftreibungskoeffizient\").val() + \"<\/p>\"\n            );\n        });\n    <\/script>\n<\/body>\n<\/html>\n\n\n\n<p><strong>L\u00f6se damit jetzt die folgenden zwei Textaufgaben. Achtung, es ist nicht einfach diese Aufgaben zu l\u00f6sen. Benutze die Hilfe, um die Aufgaben zu l\u00f6sen und es Dir erkl\u00e4ren zu lassen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>\u00dcbertrage die folgenden Aufgaben in Deinen Hefter oder ins Heft. <strong>\u00dcberschrift: Haftreibung &#8211; \u00dcbungen<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>\u00dcbungsaufgabe 1:<\/p>\n\n\n\n<p>Lisa m\u00f6chte einen schweren Schrank \u00fcber den Boden in ihrem Zimmer verschieben. Der Schrank wiegt 100 kg. Lisa \u00fcbt eine Kraft von 150 N in horizontaler Richtung aus, um den Schrank zu bewegen. Der Haftreibungskoeffizient zwischen dem Schrank und dem Boden betr\u00e4gt 0,4. Berechne die Haftreibungskraft und \u00fcberpr\u00fcfe, ob Lisa den Schrank bewegen kann.<\/p>\n\n\n\n<p>L\u00f6sung:<\/p>\n\n\n\n<p>Antwortsatz:<\/p>\n\n\n\n<p>\u00dcbungsaufgabe 2:<\/p>\n\n\n\n<p>Sophie m\u00f6chte einen schweren Einkaufswagen in einem Supermarkt bewegen. Der Einkaufswagen hat eine Masse von 25 kg. Sophie \u00fcbt eine horizontale Kraft von 50 N aus, aber der Einkaufswagen bleibt stehen. Der Haftreibungskoeffizient zwischen dem Einkaufswagen und dem Boden betr\u00e4gt 0,6. Berechne die maximale Haftreibungskraft zwischen dem Einkaufswagen und dem Boden.<\/p>\n\n\n\n<p>Hinweis: Um die Haftreibungskoeffizienten bzw. die maximale Haftreibungskraft zu berechnen, verwende die entsprechende Formel f\u00fcr die Haftreibungskraft und setze die gegebenen Werte ein. Denke daran, dass die Haftreibungskraft die angewandte Kraft ausgleicht und die Bewegung verhindert, solange sie nicht den Wert der maximalen Haftreibungskraft \u00fcbersteigt.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Physikalische Arbeit<\/h2>\n\n\n\n<p>Du kennst das Wort \u201eArbeit\u201c nat\u00fcrlich schon. Aber was bedeutet es eigentlich ganz genau?<\/p>\n\n\n\n<p>Im Alltag bedeutet Arbeit, dass man etwas macht. In der Physik sind wir etwas genauer!<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Ein Beispiel:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Physikalische Arbeit ist, wenn du einen schweren Koffer eine Treppe hinaufschleppst. Du brauchst Kraft, um den Koffer zu bewegen. Und du bewegst ihn auch eine Strecke hoch.<\/p>\n\n\n\n<p>Aber denk daran, nicht alles, was du anpackst, ist Arbeit im physikalischen Sinn. Wenn du einfach nur den Koffer festh\u00e4ltst und stillstehst, machst du keine Arbeit. Die Arbeit passiert nur, <strong>wenn du Kraft anwendest und gleichzeitig eine Strecke zur\u00fccklegst<\/strong>.<\/p>\n\n\n\n<p>Also: Arbeit = Kraft mal Weg<\/p>\n\n\n\n<p>Als Formel:<strong> W = F*s<\/strong> (W ist das Formelzeichen der Arbeit -vom Englischen Wort \u201eWork\u201c , s =Strecke und F = Kraft)<\/p>\n\n\n\n<p>Nat\u00fcrlich hat die Arbeit auch eine Einheit:<\/p>\n\n\n\n<p>Die Einheit der Kraft ist Newton (N). Die Einheit der Strecke ist das Meter (m). Also ist die einheit der Arbeit das Newtonmeter (Nm). Neuerdings wird aber auch die Einheit Joule (J) verwendet.<\/p>\n\n\n\n<p>1 Newtonmeter = 1 Joule<\/p>\n\n\n\n<p>1 Nm=1J<\/p>\n\n\n\n<p>1000J=1kJ<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Aufgabe schreibe in Deinem Hefter oder Heft auf, was physikalische Arbeit ist.<\/strong> <\/p>\n\n\n\n<p><strong>Hubarbeit<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Wenn etwas hochgehoben wird, spricht man von Hubarbeit.<\/p>\n\n\n\n<p>Hubarbeit = Hubkraft mal H\u00f6he<\/p>\n\n\n\n<p>Als Formel:<strong> W= F<sub>G<\/sub>*h<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Aufgabe1<\/strong>: Schreibe in Deinen Hefter oder Heft jeweils drei Beispiele f\u00fcr Arbeit und drei Beispiele f\u00fcr Hubarbeit. <strong>\u00dcberschrift: Arbeit und Hubarbeit<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Aufgabe 2: Hubarbeit<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Stell dir vor, du hebst einen Koffer mit einer Masse von 10 Kilogramm vom Boden auf einen Tisch, der 1 Meter hoch ist. Wie viel Hubarbeit verrichtest du, um den Koffer auf den Tisch zu heben?<\/p>\n\n\n\n<p>L\u00f6sungstipps: <\/p>\n\n\n\n<ul>\n<li>Masse des Koffers (m) =<\/li>\n\n\n\n<li>H\u00f6he des Tisches (h) = <\/li>\n\n\n\n<li>Erdbeschleunigung (g) \u2248 9,8 m\/s\u00b2<\/li>\n\n\n\n<li>Formel f\u00fcr die Hubarbeit: <\/li>\n\n\n\n<li>Erinnere Dich: wir haben gesagt, dass die Kraft um etwas hochzuheben wie folgt berechnet wird: F=m*g<\/li>\n\n\n\n<li>Manchmal ist es auch hilfreich sich eine Skizze auf einem Schmierblatt zu machen.<\/li>\n<\/ul>\n\n\n\n\n\n<!DOCTYPE html>\n<html lang=\"en\">\n<head>\n    <meta charset=\"UTF-8\">\n    <meta name=\"viewportHub1\" content=\"width=device-width, initial-scale=1.0\">\n    <title>Mechanische Leistung &#8211; L\u00f6sung Hub1<\/title>\n    <script src=\"https:\/\/code.jquery.com\/jquery-3.6.0.min.js\"><\/script>\n    <style>\n        .toggle-content {\n            display: none;\n            margin-top: 10px;\n            border: 1px solid #ccc;\n            padding: 10px;\n        }\n        .toggle-button {\n            cursor: pointer;\n        }\n    <\/style>\n<\/head>\n<body>\n    <div class=\"task\">\n        <p><\/p>\n        <p class=\"toggle-button\"><strong>L\u00f6sung<\/strong><\/p>\n        <div class=\"toggle-content\">\n            <p>Masse des Koffers (m) = 10 kg<\/p>\n            <p>H\u00f6he des Tisches (h) = 1 m<\/p>\n            <p>Erdbeschleunigung (g) \u2248 9,8 m\/s\u00b2<\/p>\n            <p>Die Hubarbeit (W) wird mit dieser Formel berechnet: W = m * g * h<\/p>\n            <p>W = 10 kg * 9,8 m\/s\u00b2 * 1 m = 98 Joule<\/p>\n            <p>Antwort: Du verrichtest 98 Joule Hubarbeit, um den Koffer auf den Tisch zu heben.<\/p>\n        <\/div>\n          <script>\n        const toggleButtons = document.querySelectorAll('.toggle-button');\n        toggleButtons.forEach(button => {\n            button.addEventListener('click', () => {\n                const content = button.nextElementSibling;\n                content.style.display = 'block';\n            });\n        });\n    <\/script>\n<\/body>\n<\/html>\n\n\n\n<p>\u00dcbe diese Aufgabe so lange, bis Du sie verstanden hast und alleine l\u00f6sen kannst.<\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Die Leistung<\/h2>\n\n\n\n<p>Von Leistung spricht man, wenn Arbeit in einer bestimmten Zeit erledigt wird. Klar, wenn Klara die Getr\u00e4nkekiste in zwei Minuten die Treppe hoch schleppt, dann hat sie mehr geleistet, als wenn Max daf\u00fcr 20 Minuten braucht.<\/p>\n\n\n\n<p>Leistung ist also Arbeit (W) geteilt durch die daf\u00fcr ben\u00f6tigte Zeit (t)<\/p>\n\n\n\n<p>Das <strong>Formelzeichen<\/strong> f\u00fcr die Leistung ist <strong>P<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Also kommen wir auf die Formel:<\/p>\n\n\n\n<p><strong>P= W\/t<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Die <strong>Einheit<\/strong> der Leistung ist das<strong> Watt (W)<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><strong>1J\/1s=1W<\/strong>&nbsp;&nbsp; Also ein Watt ist, wenn die Arbeit von einem Joule in einer Sekunde verrichtet wird.<\/p>\n\n\n\n<p><strong>Aufgabe<\/strong>: Beschreibe mit Deinen eigenen Worten, was Leistung bedeutet.<\/p>\n\n\n\n<p>Denke dir dazu auch eine sch\u00f6ne Aufgabe aus.<\/p>\n\n\n\n<p>Danach l\u00f6st Du die folgende Aufgabe in Deinem Hefter oder Heft. <\/p>\n\n\n\n<p><strong>\u00dcberschrift: Die Leistung<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Stell dir vor, du hebst einen Koffer mit einer Masse von 20 Kilogramm in einer Zeit von 10 Sekunden auf eine H\u00f6he von 2 Metern. Berechne die mechanische Leistung, die du bei diesem Vorgang erbringst.<\/p>\n\n\n\n<p>Gehe wie folgt vor:<\/p>\n\n\n\n<p>gegeben (geg.):<\/p>\n\n\n\n<p>gesucht (ges.):<\/p>\n\n\n\n<p>Formel:<\/p>\n\n\n\n<p>Rechnung:<\/p>\n\n\n\n<p>Antwort:<\/p>\n\n\n\n<p> <\/p>\n\n\n\n<!DOCTYPE html>\n<html lang=\"en\">\n<head>\n    <meta charset=\"UTF-8\">\n    <meta name=\"viewport\" content=\"width=device-width, initial-scale=1.0\">\n    <title>Mechanische Leistung &#8211; L\u00f6sungshilfe<\/title>\n    <script src=\"https:\/\/code.jquery.com\/jquery-3.6.0.min.js\"><\/script>\n    <style>\n        .toggle-content {\n            display: none;\n            margin-top: 10px;\n            border: 1px solid #ccc;\n            padding: 10px;\n        }\n        .toggle-button {\n            cursor: pointer;\n        }\n    <\/style>\n<\/head>\n<body>\n    <div class=\"task\">\n        \n        <p class=\"toggle-button\"><strong>L\u00f6sungshilfe 1<\/strong><\/p>\n        <div class=\"toggle-content\">\n            <p><strong>Gegebene Werte:<\/strong><\/p>\n            <p>Masse des Koffers (m) = 20 kg<\/p>\n            <p>Hubh\u00f6he (h) = 2 m<\/p>\n            <p>Zeit (t) = 10 s<\/p>\n            <p>Erdbeschleunigung (g) \u2248 9,8 m\/s\u00b2<\/p>\n            \n        <\/div>\n    <\/div>\n    <script>\n        $(document).ready(function() {\n            $(\".toggle-button\").click(function() {\n                $(this).next(\".toggle-content\").slideToggle();\n            });\n        });\n    <\/script>\n<\/body>\n<\/html>\n\n\n\n<p>Probiere es zun\u00e4chst alleine. Wenn Du es nicht alleine schaffst, kannst Du hier noch eine Hilfe bekommen:<\/p>\n\n\n\n<!DOCTYPE html>\n<html lang=\"en\">\n<head>\n    <meta charset=\"UTF-8\">\n    <meta name=\"viewport2\" content=\"width=device-width, initial-scale=1.0\">\n    <title>Mechanische Leistung &#8211; L\u00f6sungshilfen2<\/title>\n    <script src=\"https:\/\/code.jquery.com\/jquery-3.6.0.min.js\"><\/script>\n    <style>\n        .toggle-content {\n            display: none;\n            margin-top: 10px;\n            border: 1px solid #ccc;\n            padding: 10px;\n        }\n        .toggle-button {\n            cursor: pointer;\n        }\n    <\/style>\n<\/head>\n<body>\n    <div class=\"task\">\n        <p><\/p>\n        <p class=\"toggle-button\"><strong>L\u00f6sungshilfe 2<\/strong><\/p>\n        <div class=\"toggle-content\">\n            <p>Zuerst berechnen wir die aufgebrachte Arbeit (W) mithilfe der Formel f\u00fcr die Hubarbeit: W = m * g * h.<\/p>\n            <p>Dann verwenden wir die Formel f\u00fcr die mechanische Leistung (P): P = W \/ t.<\/p>\n            <p>P = (m * g * h) \/ t<\/p>\n            <p>P = (20 kg * 9,8 m\/s\u00b2 * 2 m) \/ 10 s = 39,2 Watt<\/p>\n            <p>Antwort: Die mechanische Leistung betr\u00e4gt 39,2 Watt.<\/p>\n        <\/div>\n          <script>\n        const toggleButtons = document.querySelectorAll('.toggle-button');\n        toggleButtons.forEach(button => {\n            button.addEventListener('click', () => {\n                const content = button.nextElementSibling;\n                content.style.display = 'block';\n            });\n        });\n    <\/script>\n<\/body>\n<\/html>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Der Flaschenzug<\/h2>\n\n\n\n<p>Stelle Dir ein Seil vor, das um eine <strong>fest an der Decke angebrachte Rolle <\/strong>f\u00fchrt. Rechts ist am Seil ein Gewicht angebracht. Links kannst Du am Seil ziehen.<\/p>\n\n\n\n<p>Um das Gewicht hochzuziehen, musst Du die gleiche Kraft aufbringen, die die Gewichtskraft, die das Gewicht zur Erdmitte anzieht. Durch die feste Rolle wird die Kraft also einfach nur auf die andere Seite umgelenkt. Man spart keine Kraft ein.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"371\" height=\"727\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/feste-Rolle.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-998\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/feste-Rolle.png 371w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/feste-Rolle-153x300.png 153w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/feste-Rolle-77x150.png 77w\" sizes=\"(max-width: 371px) 100vw, 371px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Jetzt \u00e4ndern wir den Versuchsaufbau: <strong>Das eine Ende des Seils befestigen wir an der Decke.<\/strong> Das Seil geht um eine Rolle, die <strong>frei nach unten h\u00e4ngt<\/strong>. An der Rolle h\u00e4ngt ein Gewicht:<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"304\" height=\"728\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/lose-rolle.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-1004\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/lose-rolle.png 304w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/lose-rolle-125x300.png 125w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/lose-rolle-63x150.png 63w\" sizes=\"(max-width: 304px) 100vw, 304px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p>Jetzt passiert etwas <strong>Erstaunliches<\/strong>: Man stellt fest, dass man <strong>weniger Kraft <\/strong>braucht, um das Gewicht nach oben zu ziehen. Man braucht nur noch <strong>die H\u00e4lfte der Kraft<\/strong>, um das Gewicht 10 cm hochzuziehen. Allerdings muss ich das Seil nicht 10 cm hochziehen, sondern 20 cm. D.h. <strong>ich brauche zwar nur die H\u00e4lfte der Kraft, muss sie aber auf einer doppelten Strecke einsetzen.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Erinnern wir und an die <strong>Arbeit ( W=F*s ).<\/strong> Muss ich weniger Arbeit einsetzen, wenn ich eine lose Rolle einsetze? Nein! <strong>Da sich der Wert f\u00fcr die Strecke ( s ) verdoppelt, bleibt die Arbeit gleich. Allerdings brauche ich weniger Kraft.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><strong>Aufgabe<\/strong>: Schreibe einem Freund oder einer Freundin einen Brief \u00fcber die wichtigsten Erkenntnisse zur festen und zur losen Rolle. <strong>\u00dcberschrift: Feste und lose Rolle.<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p>Und jetzt noch eine \u00dcbung. \u00dcbertrage die fertigen S\u00e4tze in Deinen Hefter oder Dein Heft:<\/p>\n\n\n\n<p><code><div class=\"h5p-iframe-wrapper\"><iframe id=\"h5p-iframe-20\" class=\"h5p-iframe\" data-content-id=\"20\" style=\"height:1px\" src=\"about:blank\" frameBorder=\"0\" scrolling=\"no\" title=\"Feste und lose Rolle\"><\/iframe><\/div><\/code><\/p>\n\n\n\n<p>In der folgenden Animation wird Dir noch einmal Schritt f\u00fcr Schritt die feste und die lose Rolle erkl\u00e4rt:<\/p>\n\n\n\n<p><a href=\"https:\/\/www.leifiphysik.de\/mechanik\/einfache-maschinen\/downloads\/seil-und-rolle-feste-und-lose-rollen-animation\">https:\/\/www.leifiphysik.de\/mechanik\/einfache-maschinen\/downloads\/seil-und-rolle-feste-und-lose-rollen-animation<\/a><\/p>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<p> <\/p>\n\n\n\n\n\n<p><strong>Wau, daraus l\u00e4sst sich doch etwas machen! Wie w\u00e4re es, wenn man noch mehr lose Rollen einbaut:<\/strong><\/p>\n\n\n\n<p><code><div class=\"h5p-iframe-wrapper\"><iframe id=\"h5p-iframe-21\" class=\"h5p-iframe\" data-content-id=\"21\" style=\"height:1px\" src=\"about:blank\" frameBorder=\"0\" scrolling=\"no\" title=\"Von Rollen und Flaschenz\u00fcgen\"><\/iframe><\/div><\/code><\/p>\n\n\n\n<h4 class=\"wp-block-heading\"><\/h4>\n\n\n\n<p><\/p>\n\n\n\n<h2 class=\"wp-block-heading\">Der Hebel<\/h2>\n\n\n\n<p>Benutzt man einen Flaschenzug, so ben\u00f6tigt man weniger Kraft, die sich jedoch auf eine l\u00e4ngere Strecke verteilt. Es gibt noch ein zweites einfaches Werkzeug, mit dem Du genau das Gleiche erreichen kannst. Und Du hast bestimmt schon einmal drauf gesessen: Die Wippe. Physiker sprechen dabei aber lieber von einem Hebel.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/Wippe-CC0.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-1092\" width=\"222\" height=\"122\"\/><\/figure>\n\n\n\n<p>Ein Hebel ist eine starre Stange, die sich um einen Punkt dreht. Mit einem<br>Hebel k\u00f6nnen Kr\u00e4fte \u00fcbertragen werden. Im Allgemeinen benutzt man ihn da-<br>zu, um Kr\u00e4fte zu verst\u00e4rken. Man unterscheidet zwei Arten von Hebeln:<br><strong>A. Zweiseitiger Hebel<\/strong><br>Der Drehpunkt liegt zwischen Anfang und Ende der Hebelstange. Auf der<br>einen Seite des Drehpunktes, wo der Angriffspunkt der Kraft ist, liegt der He-<br>belarm\u00a0 (Kraftarm), w\u00e4hrend auf der anderen Seite, wo der Angriffspunkt der<br>Last ist, der Hebelarm (Lastarm) liegt.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" width=\"559\" height=\"160\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/992grundaufbau_zweiseitiger_hebel2.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-1093\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/992grundaufbau_zweiseitiger_hebel2.png 559w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/992grundaufbau_zweiseitiger_hebel2-300x86.png 300w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/992grundaufbau_zweiseitiger_hebel2-150x43.png 150w\" sizes=\"(max-width: 559px) 100vw, 559px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p><strong>B. Einseitiger Hebel<\/strong><br>Der Drehpunkt liegt am Ende der Hebelstange. Kraftarm und Lastarm befinden<br>sich auf derselben Seite.<\/p>\n\n\n\n<figure class=\"wp-block-image size-full is-resized\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" src=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/SchubkarreHebel.png\" alt=\"\" class=\"wp-image-1094\" width=\"298\" height=\"306\" srcset=\"http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/SchubkarreHebel.png 608w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/SchubkarreHebel-292x300.png 292w, http:\/\/www.michaelaugust.de\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/SchubkarreHebel-146x150.png 146w\" sizes=\"(max-width: 298px) 100vw, 298px\" \/><\/figure>\n\n\n\n<p><code><div class=\"h5p-iframe-wrapper\"><iframe id=\"h5p-iframe-22\" class=\"h5p-iframe\" data-content-id=\"22\" style=\"height:1px\" src=\"about:blank\" frameBorder=\"0\" scrolling=\"no\" title=\"Hebel AB 6 BA Niveau\"><\/iframe><\/div><\/code><\/p>\n\n\n\n<pre class=\"wp-block-preformatted\">[mwai_chatbot_v2]<\/pre>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Auf dieser Seite kannst Du Dir ganz in Ruhe alleine etwas beibringen, ohne, dass Dich Dein Lehrer oder sonst wer nervt. 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