Mechanik 1
Kräfte und ihre Wirkungen
1. Die Newton´schen Grundgesetze (Buch S. 42 - 47)
Der Abschnitt "wissen & verstehen" umfasst zwei Seiten.
Sir Isaac Newton
- Der Trägheitssatz
- Das Dynamische Gleichgewicht
- Das Allgemeine Wechselwirkungsgesetz
Der Abschnitt "forschen & anwenden" umfasst vier Seiten mit insgesamt zehn Aufgaben:
- Galilei kontra Aristoteles
- Die Massenträgheit als Alltagserfahrung
- Experimente zur Massenträgheit
- Das Dynamische Grundgesetz
- Beispiele zum Rechnen und Überlegen
- Die Saturn V Rakete
- Kraft und Gegenkraft als statische Kräfte
- Kraft und Gegenkraft als dynamische Kräfte
- Der Rückstoß
- Massenträgheit im Pferdesport
Hinweise, Ergänzungen und Lösungen zu den Arbeitsaufgaben
1.1 Galilei kontra Aristoteles
1.2 Die Massenträgheit als Alltagserfahrung
Der mit Helium gefüllte Ballon scheint dem Trägheitssatz zu widersprechen. Dem ist aber natürlich nicht so. Dahinter steckt eine andere Wirkung.
- Warum funktioniert das bei geöffneten Fenstern nicht?
- Warum ist das bei einem luftgefüllten Ballon nicht zu beobachten?
- Wie verhält sich der Heliumballon in einer nach oben bzw. unten beschleunigendem Aufzugskabine?
1.3 Experimente zur Massenträgheit
Ein Video im eBook zeigt die Experiment auch in Zeitlupe. Dadurch wird der Effekt besonders deutlich erkennbar.
1.4 Das Dynamische Grundgesetz
1.5 Beispiele zum Rechnen und Überlegen
Ergebnisse der Rechnungen
- Gepard: F = 208 N; s = 111 m
- Gewehrkugel: a(Kugel) = 48 230 m/s²; F = 482 N; a(Gewehr) = 161 m/s²
- Formel-1-Autos: F = 8 478 N; t = 5,26 s
1.6 Die Saturn V Rakete
Ergebnisse der Rechnung:
Saturn V: a = 1,723 m/s²; Auto: a = 2,78 m/s²
1.7 Kraft und Gegenkraft als statische Kräfte
1.8 Kraft und Gegenkraft als dynamische Kräfte
Zu dieser Aufgabe gibt es im eBook ein Video. Es kann als Basis für eine quantitative Auswertung zur Belegung des Allgemeinen Wechselwirkungsgesetzes verwendet werden.
Die Auswertung wird durch ein Arbeitsblatt zusätzlich unterstützt.
1.9 Der Rückstoß
Im eBook gibt es ein Video, das den Effekt zeigt.
Das Video zeigt den Bau und einen gelungenen Start einer Wasserrakete. Die komprimierte Luft drückt das Wasser aus der Flasche, die Gegenkraft (der Rückstoß) beschleunigt die Rakete.
1.10 Massenträgheit im Pferdesport