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Physik 
Bedeutung von physikalischen Größen Um die durch Experimente erhaltenen Messwerte darzustellen, werden physikalische Größen gebraucht. Beispiele hierfür sind Strecke oder Zeit. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Physik – Formeln: F = Abkürzung für „Kraft" von englisch: „Force" k = der Proportionalitätsfaktor, hier: die Federkonstante x = eine Variable; in dieser Formel steht x für die „Längenzunahme" bei der „Dehnung" F = k ? x Bedeutung der Fremdworte: Die Definition = die Begriffsbestimmung Eine Konstante = eine unveränderliche Größe konstant = gleichbleibend, stetig, unveränderlich, beständig, kontinuierlich, ständig, unaufhörlich, unvermindert, dauernd, ewig, immerzu, permanent, regelmäßig, stets, unverrückbar, beharrlich die Proportionalität = die Verhältnismäßigkeit propotional = anteilmäßig, dem Verhältnis entsprechend, verhältnismäßig, in einem bestimmten Verhältnis zu etwas stehend direkt = gerade, unmittelbar indirekt = mittelbar, nicht gerade direkt proportional = in einem geraden Verhältnis stehend umgekehrt proportional = in einem umgekehrten Verhältnis stehend: a/b wird zu b/a ½ wird zu 2/1 1/3 wird zu 3/1 1/ x wird zu x/1 ? daher ? „umgekehrt proportional" bedeutet: in einem rezibroken Verhältnis stehend ::::::::::::::::::::::::::::: N = Abkürzung für „Newton", von Sir Isaac Newton einem englischen Physiker 1 N = die Einheit der Kraft Die Definition von „Kraft": 1N ist die Kraft, die eine Masse von 1kg in 1 Sekunde auf die4 Geschwindigkeit von 1m pro Sekunde bringt: 1 m sec. Mit „pro" ist .... gemeint PAPA Ein Vergleich für diese Kraft: z.B. in Paris und in Wien: wird 1 kg wird von dem Planeten Erde mit 9,81 N angezogen. z.B. am Äquator: mit 9,79 N z.B. am Nordpol mit 9,83 N Fast immer genügt eine Rundung: 1 kg = 10 N Ein Beispiel: Ein Aufzug = ein Lift hat 3800 N Tragkraft: Wie viele Norm-Menschen von 80 kg kann der Lift transportieren? 1 Norm-Mensch .... 80kg = 800 N - daher - Rechnungsüberlegung: Wie oft ist 800N in 3800 N enthalten ? „Wie oft ist in ..,?" ....- Welche Rechnung ist das? 3800 : 800 = 4, 75 Personen .... 4 Erwachsene + 1 Kind ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Sir Isaac Newton: Newtons größte Leistung war seine Arbeit auf dem Gebiet der Physik und der Himmelsmechanik, die in der Theorie der universellen Schwerkraft ihren krönenden Abschluss fand. Schon 1666 hatte Newton frühere Versionen seiner 3 drei Bewegungsgesetze und eine Formel zur Berechung der Zentrifugalkraft eines Körpers auf einer Kreisbahn entdeckt, aber dennoch fehlte ihm das volle Verständnis der Mechanik der Kreisbewegung. 1666 hatte Newton die bahnbrechende Idee, dass die Schwerkraft der Erde die Mondbahn festlegt, indem sie genau die Fliehkraft des Mondes ausgleicht. Daraus entwickelte Newton mit Hilfe des dritten Kepler'schen Gesetzes über die Planetenbewegung die Formel für die Gravitationskraft, dass diese nämlich umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes ist. 1679 entdeckte Newton, dass auch das zweite Kepler'sche Gesetz eine Folge der Schwerkraft ist, womit dessen physikalische Bedeutung deutlich wird. ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Die Schwerkraft ist eine von vier fundamentalen physikalischen Kräften: Wir kennen die elektromagnetischen Wechselwirkungen, die schwachen und starken Kernkräfte und die Gravitation. Der Legende nach soll dem 23-jährigen Isaac Newton im Garten seiner Eltern unter einem Apfelbaum liegend die Inspiration zum Gravitationsgesetz gekommen sein, als er einen Apfel zu Boden fallen sah. Er erkannte, daß die gleiche Kraft, die den Apfel zu Boden zieht, auch auf den Mond, auf die Himmelskörper, ja auf alle Massen wirken müsse. Schwerkraft ist demnach eine Eigenschaft von Massen sich gegenseitig anzuziehen. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Wasserkraft Wasserkraft: aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie Wechseln zu: Navigation, Suche Wasserschöpfräder Hydraulischer Widder Laufrad einer Pelton-Turbine Wasserkraft (auch: Hydroenergie) bezeichnet die Strömungsenergie von fließendem Wasser, welche über geeignete Maschinen in mechanische Energie umgesetzt wird. In früheren Zeiten wurde diese mechanische Energie in Mühlen direkt genutzt, heute überwiegt die weitere Umwandlung zu elektrischer Energie in Wasserkraftwerken. Das Nutzen der Wasserkraft ist das Ausnutzen der potentiellen Energie des Wassers im Schwerefeld der Erde, die beim Nach-unten-Fließen in kinetische Energie sowie Wärme durch Reibung am Untergrund umgewandelt wird. Das Wasser wird natürlicherseits durch Verdunstung, den Wind und schließlich den Regen in eine Hochlage gebracht, aus der es dann abfließt und dabei eine Nutzung durch den Menschen mittels Wasserkraftmaschinen erlaubt. Die Wasserkraft gehört damit zu den regenerativen oder erneuerbaren Energiequellen. Mit Wasserkraftwerken werden knapp 18 % der weltweit erzeugten elektrischen Energie gewonnen. Wasserkraft liegt damit fast gleichauf mit der Kernkraft. Wasserkraft ist derzeit die einzige erneuerbare Energiequelle, die nennenswert zur Versorgung der Erdbevölkerung beiträgt. Die anderen erneuerbaren Energieformen wie Sonne, Wind, Erdwärme und Biomasse tragen zusammen rund 2,1 % bei. Man sieht außerdem hohes Wachstumspotential von Wasserkraft in vielen Ländern. Inhaltsverzeichnis [Verbergen] ? 1 Natur und Landschaftsschutz ? 2 Siehe auch ? 3 Weblinks ? 4 Literatur Natur und Landschaftsschutz [Bearbeiten] Obwohl die Nutzung von Wasserkraft zur Energiegewinnung meist als besonders "ökologisch" gepriesen wird, sind mit ihr teilweise erhebliche Eingriffe in die Natur und Landschaft verbunden. So wurde eines der bedeutendsten Naturdenkmale am Rhein, der Kleine Laufen bei Laufenburg für das erste stromquerende Kraftwerk am Rhein gesprengt. Das Kraftwerk ging 1914 in Betrieb. Auch für den Rheinfall von Schaffhausen (auch Großen Laufen) wurden ab 1887 mehrfach Anstrengungen unternommen, die "nutzlos zu Tale stürzenden Wassermassen" der Energiegewinnung zuzuführen. Ein aktuelles Beispiel für die Energiegewinnung von Wasser, die unter ökologischen Gesichtspunkten kritisch bewertet werden, ist der Drei- Schluchten-Damm am Jangtsekiang in China. Zu den ökologisch verträglichen Laufkraftwerken zählt die Strom-Boje. Sie verändert das Landschaftsbild und den Flusslauf nur minimal. Siehe auch [Bearbeiten] ? Kleinwasserkraft ? Wasserrad, Wasserturbine ? Staudruckmaschine ? Meeresströmungskraftwerk, Gezeitenkraftwerk ? Wellenkraftwerk :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Aneroidbarometer Messgerät zur Bestimmung des Luftdruckes, welches im Gegensatz zum Torricelli'schen Quecksilberbarometer ohne Flüssigkeit [griech: an eros = nicht flüssig] auskommt. Das Messprinzip beruht auf dem Gleichgewicht zwischen Hooke'scher Rückstellkraft der verformten Oberfläche einer evakuierten, gasdicht verschlossenen Metalldose (Vidie-Dose) und dem von außen auf diese Dose wirkenden Luftdruck. Die druckabhängige Formgröße wird üblicherweise mechanisch auf einen Drehzeiger übertragen und in einer angeeichten Druckskala angezeigt. Das Messprinzip wurde erstmals von dem französischen Mechaniker Lucien Vidie (1805-1866) technisch realisiert. Man bezeichnet solche Aneroidbarometer auch als Dosenbarometer. In der Praxis erhöht man die gewünschte Sensitivität der Messung durch Aneinanderreihung mehrerer Vidiedosen (=Aneroid). Mit dem obengeschilderten Messprinzip lassen sich kleine und robuste Druckmessgeräte realisieren, welche vor allem in Radiosonden und Barographen verwendet werden. Besondere Bedeutung hat das Aneroid unter Bezugnahme auf die ICAO - Standardatmosphäre für die barometrischen Höhenmessung. Im Rahmen der Luftfahrt kommen Vidiedosen bei Höhenmesser, Variometer und Fahrtmesser zum Einsatz. ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: In der Physik werden viele Arten von Kräften behandelt. Die Forschungen der letzten Jahrzehnte haben ergeben, daß in der Natur eigentlich nur vier verschiedene Kräfte auftreten, in die man alle anderen einordnen kann (Gravitation, elektromagnetische, starke und schwache Wechselwirkung). ? Leider sind bei Frau Prof. Physikus die Bilder, die zu den Texten gehören, aus der Reihe geraten! Versuche sie wieder richtig einzuordnen, indem du die passenden Textfelder (Bilder) von der zweiten Seite an die richtige Stelle der Tabelle schiebst! ? Drucke die fertige Seite aus und klebe sie in dein Physikheft. ? Unterstreiche im Text wichtige Schlüsselwörter ! Diese Kraft reicht über sehr große Entfernungen. Sie wirkt zwischen allen Körpern aufgrund ihrer Masse. Sie bestimmt die Form und Größe der Strukturen im Universum. Sie nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab und wirkt nur anziehend. Sir Isaac Newton bestimmte ihre Gesetzmäßigkeit. Man verwendet das sogenannte "Hooke'sche Gesetz" zum Messen ihrer Stärke. Hooke erkannte, daß eine Feder umso stärker gedehnt (bzw. gestaucht) wird, je stärker man an ihr zieht (bzw. auf sie drückt). Man kann also aus der Dehnung der Feder auf die wirkende Kraft schließen. Diese Kraft wirkt zwischen allen elektrisch geladenen Körpern. Sie wirkt auch auf große Entfernungen. Elektrische Ladungen gleicher Art (positive oder negative) stossen sich ab, entgegengesetzte Ladungen ziehen einander an. Diese Wechselwirkung wirkt zwischen den Bausteinen der Atomkerne (Protonen, Neutronen). Sie wirkt nur auf sehr geringe Entfernungen (nur auf benachbarte Teichen). Ist jene Gravitationskraft mit der ein Körper an der Erdoberfläche von der Erde angezogen wird. Sie ist vom Ort abhängig und wird ermittelt, indem man die Masse des Körpers mit der Erdbeschleunigung (auf der Erde ca. 10 m/s²) multipliziert. Sie gibt dir dein Gewicht (auf der Erde, am Mond, am Mars, etc.…) an. Befindet sich ein Körper in einem Medium (z.B. einer Flüssigkeit), so wirkt auf ihn diese Kraft. Sie ist der Gewichtskraft entgegengesetzt gerichtet und ist gleich groß wie das Gewicht des vom Körper verdrängten Mediums. Diese Kraft wirkt der Bewegung entgegen, sie ist eine bewegungshemmende Kraft. Sie spielt z.B. eine große Rolle bei der Fortbewegung und beim Bremsen- oft ist sie eine unerwünschte Kraft, die man zu "verhindern" versucht (z.B. durch Schmiermittel, Schiwachs, etc). Zur Bewegung einer Körpers auf einer Kreisbahn ist diese Kraft notwendig. Sie von der Masse und Geschwindigkeit des bewegten Körpers, sowie vom Radius der Kreisbahn ab. Diese Kraft war schon im griechischen Altertum bekannt: Bestimmte Materialien haben die Eigenschaft Eisen, Kobalt und Nickel anzuziehen. Wie die elektrische Kraft, kann auch diese Kraft abstoßend und anziehend sein. Arbeitsblatt Kraftarten Arbeitsblatt-06-Kraftarten erstellt von Mag. Andrea Kiss, Mag. Andrea Mayer ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Hookesches Gesetz Das Hookesche Gesetz (nach Sir Robert Hooke) beschreibt das elastische Verhalten von Festkörpern, deren elastische Verformung proportional zur einwirkenden Belastung ist (linear-elastisches Verhalten). Dieses Verhalten ist z.B. typisch für Metalle bei kleinen Belastungen sowie für harte, spröde Stoffe oft bis zum Bruch (Glas, Keramik). Andere Materialien verhalten sich plastisch bzw. duktil (z.B. Metalle nach Überschreiten der Fließgrenze) oder nicht-linear elastisch (z.B. Gummi). Für einen prismatischen Körper der Länge l0 und der Querschnittsfläche A gilt demzufolge unter einachsiger Zug- oder Druckbelastung entlang der x-Achse: Das Hookesche Gesetz gilt für einen großen Dehnungsbereich bei Zugfedern und Druckfedern. In diesem Spezialfall einer eindimensionalen linearen elastischen Deformation nennt man die Proportionalitätskonstante Federkonstante D, und der Zusammenhang zwischen der Federkraft F und der Längenänderung ?l kann dann in der einfachen Form dargestellt werden. Die Verlängerung einer Feder durch eine Gewichtskraft G ist also proportional zu dieser: Eine Schraubenfeder, die sich bei einer Zugkraft von einem Newton um einen Zentimeter ausdehnt, würde sich bei einer Zugkraft von zwei Newton demzufolge auch um zwei Zentimeter ausdehnen. Diese Eigenschaft ist maßgeblich zum Beispiel für die Verwendung von Metallfedern als Kraftmesser und in Waagen. Bei anderen Materialien - wie zum Beispiel Gummi – ist der Zusammenhang zwischen einwirkender Kraft und Ausdehnung nicht proportional. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Zeit: Formelzeichen: t Einheit: s; min; h; Die Zeit gibt den zeitlichen Abstand zwischen zwei Zeitpunkten an. Da man sie nicht direkt über die Sinne erfahren kann muss man sie anhand von Hilfsmitteln, wie Vorgängen mit konstanter Dauer (Sanduhr), sichtbar machen. Zeit ist ein Skalar. Gemessen wird Zeit mit Uhren, die in der Physik mindestens millisekundengenau messen können müssen. Die Einheit der Zeit, die Sekunde, ist eine SI-Basiseinheit. Eine Sekunde ist definiert als das 91922631770fache der Periodendauer, der dem Übergang zwischen den beiden Hyperfeinstruckturniveaus des Grundzustandes von Atomen des Nuklids 133Cs entsprechenden Strahlung. Als Faustregel kann aber auch beachtet werden, dass ein Pendel von 1m Länge auf der Erde einmal pro Sekunde seinen Tiefpunkt durchpendelt. Zusätzlich zu den durch Einheitenvorsätze erreichten Einheiten gibt es bei der Zeit noch die Minute, die 60 Sekunden dauert, die Stunde, die 60 Minuten dauert, und den 24 Stunden dauernden Tag. Diese Einheiten können allerdings nicht mit Einheitenvorsätzen ergänzt werden. :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Quecksilber = Hg (gr., lat. hydrargyrum, Name gegeben von Dioskurides) ist ein chemisches Element im Periodensystem der Elemente mit dem Symbol Hg und der Ordnungszahl 80. Es ist das einzige Metall und neben Brom das einzige Element, das bei Normalbedingungen flüssig ist. Aufgrund seiner hohen Oberflächenspannung benetzt Quecksilber seine Unterlage nicht, sondern bildet wegen seiner starken Kohäsion linsenförmige Tropfen. Es ist wie jedes andere Metall elektrisch leitfähig. Quecksilber bedeutet ursprünglich lebendiges Silber (althochdeutsch quecsilbar zu germanisch kwikw „(quick)lebendig"). Das Wort Hydrargyrum ist zusammengesetzt aus den griechischen Wörtern hydor „Wasser" und argyros „Silber" sowie dem lateinischen Suffix -um. Der Ausdruck ist somit latinisiertes Griechisch und kann mit „flüssiges Silber" übersetzt werden. ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Druck : In die nächstgrößere Einheit umrechnen: Pa ? mbar ? bar: zuerst Bar ausrechen, dann mbar. 1bar = 1000mbar 1mbar = 1__ bar 1000 1mbar = 100Pa 1bar = 100 000 Pa Pa = N__ m2 1m2 = 10 000 cm2 ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Barometrische Höhenmessung: ? 1mbar = 8, 3m Höhenhunterschied ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Wasserdruck: 1m = 0,1 Bar 10m = 1 Bar 100m = 10 Bar :::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: ? Federdehnungstabelle: 1 N = 100g ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Für Berechung der Tragkraft: ? 1kg = 10 N . 1kg Steht für MASSE ! ? 1kN = 1000 N 80kg (Normperson) = 800 N ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Die Arbeit Der Begriff der Arbeit ist uns zwar aus dem Alltag bekannt, muss aber in der Physik exakter definiert werden. So liegt in der Physik beispielsweise keinerlei Arbeit vor, wenn man einen Körper mit konstanter Geschwindigkeit reibungsfrei verschiebt oder wenn man ein Gewicht in einer bestimmten Höhe hält. Denn Arbeit wird immer dann verrichtet, wenn Kraft längs eines Weges wirkt. Daraus kann man ableiten, dass keine Arbeit verrichtet wird, wenn kein Weg zurückgelegt wird oder keine Kraft wirkt. Die Arbeit wird größer, je länger der Weg und je größer die Kraft ist. Die genaue Definition ist: Unter der Arbeit W versteht man das Produkt der Wirkenden Kraft F und der Länge s der Wirkungsstrecke. W = F * s Dabei muss beachtet werden, dass die Kraft in die gleiche Richtung wirkt, wie die Strecke. Sollte dies nicht der Fall sein, muss man die Kraft in Teilkräfte zerlegen, von denen eine entlang der Strecke wirkt. Wenn die Kraft senkrecht zu Strecke wirkt, dann wird keine Arbeit verrichtet. Wenn Arbeit verrichtet worden ist, dann liegt sie in gespeicherter Form vor, zum Beispiel wenn ein Körper sich anschließend in Bewegung befindet oder in einer größeren Höhe. Diese gespeicherte Arbeit wird als Energie bezeichnet. Während Arbeit aber ein rein mechanischer Begriff ist, spielt Energie in der gesamten Physik eine zentrale Rolle. Trotzdem lassen sich die Begriffe Arbeit und Energie in der Mechanik fast äquivalent verwenden. ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: Kraft Formelzeichen: F Einheit: N = kg*m/s^2 Eine Kraft wirkt dann auf einen Körper, wenn er eine Masse hat und beschleunigt wird. Dabei ist die anliegende Kraft das Produkt von Masse m des Körpers und Beschleunigung a: F = m*a Die Kraft ist ein Vektor. Sie wird gewöhnlich mit einem Kraftmesser gemessen, der aus einer Stahlfeder, die durch die Kraft gespannt wird, besteht. Die abgeleitete Einheit der Kraft ist das Newton. Ein Newton ist die Kraft, die einen Körper der Masse 1kg mit 1m/s^2 beschleunigt. ::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::::: |
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