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Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Gewichtskräfte

2023-01-28T12:32:31Z

Reclam 721Lin:

=====Grundwissen=====
Es gibt verschiedene Wechselwirkungen zwischen zwei Körpern, z.B. den Körper in Bewegung versetzen, abbremsen oder den Körper zeitweilig verformen. Wechselwirkung zweier Körper gibt es zum Beispiel zwischen einem Magneten und einem Eisenstück, sie verformen sich dann. Je härter das Material ist, desto weniger sieht man die Verformung. Normalerweise entsteht eine Verformung oder Bewegungsänderung bei '''beiden''' Körpern. Die Verformung oder Bewegungsänderung kann man besser mit einer Schraubenfeder erkennen. <math>F_1</math>wirkt mit der gleichen Kraft auf <math>F_2</math>, beide haben den selben Betrag. Dass nennt man Wechselwirkung (oder Gesetz von Kraft und Gegenkraft). Ohne Wechselwirkung wären viele Sachen im Leben nicht möglich (z.B. Start vom Läufer beim Startblock). Bei Astronauten ist die Gewichtskraft gleich null wegen der Schwerelosigkeit.

=====Messen von Kräften=====
Um Kräfte zu Messen kann man Schraubfedern benutzen. Federkraftmesser besitzen in ihrem inneren eine Schraubfeder und sie haben eine Nullpunkt (Einstellung die vor jeder Messung auf null gestellt werden). Die Abkürzung N kommt von dem Physiker Isaac Newton.

'''Die Einheit der Kraft ist Newton(N)'''

=====Darstellung von Kräften=====
Um ein elastisches Stahlblatt um eine vorgegebene Strecke zu verbiegen so ist dazu eine bestimmte Kraft notwendig. Die gleiche Verformung kann auch möglich sein, wenn man statt in die waagerechte Richtung mehr nach unten oder oben zieht.

'''Die Wirkung einer Kraft hängt von ihrem Betrag, ihrer Richtung und von ihrem Angriffspunkt ab.'''

Kräfte sind Größen. Sie kann man mithilfe von Pfeilen darstellen. Der Angriffspunkt des Pfeiles entspricht dem Angriffspunkt der Kraft. Die Richtung des Pfeiles gibt die Richtung der Kraft an. Die Länge des Pfeils gibt den Betrag der Kraft an. Beim Zeichnen muss man einen Maßstab angeben. Über Formelzeichen von der Kraft schreibt man einen Pfeil. Der Pfeil wird weggelassen, wenn nur der Betrag der Kraft gemeint ist.

=====Addition von Kräften=====
Wenn zwei Personen an einem Wagen in die gleiche Richtung ziehen ist die Kraft auf den Wagen größer als wenn nur eine Person zieht. Sie addieren sich zu einer resultierenden Kraft <math>F_{res}</math>. In zeichnerischen Darstellungen erhält man <math>F_{res}</math> indem man den Fußpunkt des einen Kraftpfeils an die Spitze des anderen setzt. Dass gleiche passiert wenn zwei Kräfte in entgegengesetzte Richtungen wirken. Der Betrag der resultierenden Kraft entspricht dem Betrag der Differenz einzelner Kräfte.[[Datei:Aufgabe Physik.jpg|mini]]'''Aufgabe zu Kräfte in entgegengesetzte Richtungen:'''
Ein Kronleuchter der 4kg schwer ist, fällt nicht herunter. Wieso? ➡️

=====Berechnung von Gewichtskräften=====
'''Definition:''' Die Gewichtskraft ist die Kraft mit der ein Körper an seiner Aufhängung zieht oder auf seine Unterlage drückt.

'''Formelzeichen:''' <math>F_G</math>

Die Gewichtskraft eines Körpers kann mit einem Federkraftmesser gemessen werden. Körper ziehen einander an, abhängig von ihrer Masse (Körpereigenschaft) und der Gewichtskraft (ortsabhängig). Das Verhältnis von Gewichtskraft und Masse wird von dem Ortsfaktor (<math>g</math>) bestimmt.

'''Formel:'''

<math>g={F_G\over m}</math>

Die Gewichtskraft ( <math>F_G</math>) ist auf der Erde ca. 9,81N.

Nordpol-Südpol: ca.9,83N , Mond : 1,62N

'''Rechenaufgabe:''' Ein Mädchen wiegt 50kg auf der Erde. Wie viel wiegt sie auf dem Mond?

'''Lösungsweg:'''<math>F_G</math>= m • g

<math>F_G</math>=50kg• 1,62N/kg=8 kg

'''Antwortsatz:''' Das Mädchen würde auf dem Mond 8kg wiegen(ca.1/6).

Die Schwerkraft Gravitationskraft genannt bezeichnet die Anziehungskraft der Erde auf alle Körper. Die Masse der Erde beträgt 6•<math>10^{(24)}</math>kg. Die Erde hat eine sehr starke Anziehungskraft auf alle Körper die sich auf der Erde befinden und auf die anderen Planeten des Sonnensystems.

 Viel spaß bei dem Quiz 🙂

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
|Isaac||Wie hieß der berühmte englische Physiker mit Vornamen?
|-
|Newton||Die Einheit von Kraft ist...
|-
|senkrecht||Wer einen Gegenstand in der Hand hält, spürt eine Kraft, die ... nach unten wirkt.
|-
|größer||Wenn zwei Personen in einer Richtung an einem Wagen ziehen, ist die Kraft auf dem Wagen ... als wenn nur eine Person zieht.
|}
</div>

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Kraefte an der Schraubenfeder

2023-01-28T12:28:54Z

Reclam 721Lin:

Herzlich Willkommen auf unserer Seite zu den Kräften an der Schraubenfeder.

Wir wünschen euch viel Spaß 😉

=====Grundwissen=====
Hängt man an eine Schraubenfeder verschiedene Gewichte (100g=1N), verlängert sich die Schraubenfeder unterschiedlich.

Je mehr Kraft (in Newton) auf die Schraubenfeder einwirkt, desto mehr verlängert sich die Schraubenfeder. Dieser Vorgang ist proportional, wenn die Feder nicht überdehnt wird (zu viel Gewicht an der Feder hängt).

Wichtig ist, dass die Gewichtsangabe in Newton angegeben wird. Das bedeutet, wenn man an die Feder 10g hängt, sind das 0,1N.

- Federkonstante ist die Härte der Feder

- Das Hooke'sche Gesetz beschreibt die Verformung eines Festkörpers (z.B. einer Feder) 

=====Berechnungen=====
F= D•s (Hooke‘sche Gesetz)

s= die Verlängerung der Feder in cm

D= Federkonstante

–>Durch ein Experiment mit einer Schraubenfeder findet man die Werte für die Berechnung der Federkonstante heraus. Das bedeutet wenn bei einem Experiment heraus kommt, dass die Verlängerung s 1cm ist und eine Kraft von 1 N auf die Feder einwirkt kann man die Federkonstante berechnen.
[[Datei:900BA5D9-5D62-4C3E-AEE8-5AC5C9CFF2B8.jpg|mini|Schraubenfeder Experiment]]

–> Berechnung der Federkonstante: <math>D=\frac{F}{s}</math>

—>F findet man heraus in dem man das Gewicht (unten an der Feder) in Newton umrechnet

100g=1N

—> wenn man die Federkonstante berechnet hat, kann man F berechnen, indem man F= D•s rechnet:

Newton= Federkonstante• beliebiger Wert s (dieser Wert ist je nach Aufgabenstellung unterschiedlich)

=====Beispiel=====
Man hängt an eine Schraubenfeder 400g, die Verlängerung ist 4cm. Wir wollen heraus finden wie viel Kraft (in N) auf die Schraubenfeder einwirkt, wenn die Verlängerung s 2,5cm ist.

#Muss man die Federkonstante aus den vorgegebenen Werten berechnen.
#Danach kann man mit der Federkonstante und dem vorgegebenem Wert die Kraft, die auf die Feder einwirkt, berechnen

''Federkonstante:''

(<math>D=\frac{F}{s}</math>)

Einsetzten: <math>D</math>= 4N:4cm —> 400g=4N

Berechnen: <math>D</math>= 1N'''/cm''' —> jetzt haben wir die Federkonstante berechnet.

''Endgültige Berechnung:''

<math>F=D*s</math>

Einsetzten: <math>F</math>=1N'''/cm'''•2,5cm

-> cm können weggestrichen werden (2,5•cm)

Berechnen: <math>F</math>=2,5N

-> jetzt haben wir den Endwert berechnet. 😌

Antwort: Wenn die Verlängerung 2,5 cm ist, wirkt 2,5 N auf die Feder ein.

Wenn ihr es verstanden habt, könnt ihr jetzt noch eine Übungsaufgabe lösen.

 

=====Übungsaufgabe=====

#Man hängt an eine Schraubenfeder 20g, die Verlängerung ist 2cm. Finde heraus wie viel Kraft (in N) auf die Feder einwirken, wenn die Verlängerung 6cm ist.

=====Lösungen zu den Übungsaufgaben=====
Lösung zu 1.

#Federkonstante berechnen: <math>D=\frac{F}{s}</math> —> <math>D</math> = 0,2N:2cm —> <math>D</math>= 0,1N'''/cm'''
#Endgültige Berechnung: <math>F=D*s</math> —> <math>D</math>=0,1 N<big>/cm</big> •6cm —> <math>D</math>= 0,6N
#Antwortsatz: Wenn die Verlängerung 6cm ist, dann wirken 0,6N auf die Schraubenfeder ein.

<nowiki>*</nowiki>bearbeitet, zu gleichen Teilen, von Reclam 721Kla und Reclam 721Lin

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Elektronische Kräfte

2023-01-26T18:42:02Z

Reclam 721Lin:

Herzlich Willkommen auf der Seite zu Elektrischen Kräften. Viel Spaß🙂

 

=====Grundwissen=====
- Bestimmte Körper lassen sich durch Reiben elektrostatisch aufladen.

- Ungleichnamig (+ und –) geladene Körper ziehen sich an.
[[Datei:4AC7B57A-9F87-4DB5-AA6D-E0AB3E25CF6F.jpg|mini|Elektrische Kräfte|alternativtext=|294x294px|links]]
- Gleichnamig (+ und +, – und –) geladene Körper stoßen sich ab.

 

 
=====Atome=====
- Ein Atom besteht aus einem Atomkern und einer Atomhülle.

- Im Kern des Atoms befinden sich positiv geladene Protonen.

- In der Hülle des Atoms befinden sich negativ geladene Elektronen.

- In der Hülle des Atoms befinden sich genauso viele Elektronen wie Protonen im Atomkern.

—> das bedeutet das Atom ist neutral, weil es gleich viele Elektronen wie Protonen gibt

- Wenn bei intensivem Reiben von bestimmten Stoffen (z.B. Kunststoffstab und Wolltuch) die Stoffe elektrostatisch aufgeladen werden, dann bleiben die Atome am selben Ort, aber die Elektronen gehen in den anderen Stoff über (in dem Fall gehen die Elektronen vom Wolltuch in den Kunststoffstab über). Das bedeutet, dass der eine Stoff jetzt positiv geladen ist, weil es weniger Elektronen gibt (beim Wolltuch). Der Stoff ist nicht mehr neutral. Der andere Stoff (indem Fall der Kunststoffstab) ist nun negativ aufgeladen, weil es mehr positiv geladene Elektronen gibt. Da nun die Stoffe ungleichnamig aufgeladen sind, ziehen sie sich an.

-Ladungstrennung: nach dem Reiben herrscht bei einem Stoff (indem Fall beim Wolltuch) ''Elektronenmangel'' und bei dem anderen Stoff (indem Fall der Kunststoffstab) ''Elektronenüberschuss''

=====Elektrisches Feld=====
- Den Raum um einen elektrostatisch geladenen Körper nennt man ein elektrisches Feld.

=====Elektrische Feldlinien=====
[[Datei:F9A281DE-4575-4C12-BF45-B4A0FFD58A55.jpg|mini|Feldlinienbild bei einer geladenen Kugel|alternativtext=|160x160px|links]]
-geben die Richtung der Kraft an, die in einem elektrostatischen Feld auf einen positiv geladenen Körper wirkt

- Es stellt das elektrostatische Feld vereinfacht dar.

 

 
=====Ladungsausgleich=====

-zwischen ungleichnamig geladenen Körpern fließt ein elektrischer Strom

—> das nennt man Ladungsausgleich

Erklärung: Wenn zwei geladene Körper vorerst voneinander getrennt sind und dann mit einem elektrischen Leiter verbunden werden, dann sind wieder genauso viele Protonen wie Elektronen vorhanden.

=====Übungsaufgabe=====

 
<div class="lueckentext-quiz">

'''Ungleichnamig''' geladene Körper ziehen sich an, dagegen stoßen sich '''gleichnamig''' geladene Körper ab. Im Kern des Atoms befinden sich die positiv geladenen '''Protonen''' und in der Atomhülle befinden sich die negativ geladenen '''Elektronen'''. Ein Atom ist '''neutral''', wenn sich in ihm genauso viele Elektronen wie Protonen befinden. Beim Reiben von z.B. Wolle und einen Kunststoffstab gehen ein Teil der Elektronen (aus der Wolle) in den Kunststoffstab über. Dann kommt es zu einer '''Ladungstrennung'''. Das bedeuten, dass es nun in der Wolle zu einem '''Elektronenmangel''' kommt und bei dem Kunststoffstab zu '''Elektronenüberschuss'''. Jetzt ist die Wolle positiv geladen und der Kunststoffstab ist negativ geladen.
</div>

<nowiki>*</nowiki>bearbeitet, zu gleichen Teilen, von Reclam 721Kla und Reclam 721Lin

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Elektronische Kräfte

2023-01-26T18:41:36Z

Reclam 721Lin:

Herzlich Willkommen auf der Seite zu Elektrischen Kräften. Viel Spaß🙂

 

=====Grundwissen=====
- Bestimmte Körper lassen sich durch Reiben elektrostatisch aufladen.

- Ungleichnamig (+ und –) geladene Körper ziehen sich an.
[[Datei:4AC7B57A-9F87-4DB5-AA6D-E0AB3E25CF6F.jpg|mini|Elektrische Kräfte|alternativtext=|294x294px|links]]
- Gleichnamig (+ und +, – und –) geladene Körper stoßen sich ab

 

 
=====Atome=====
- Ein Atom besteht aus einem Atomkern und einer Atomhülle.

- Im Kern des Atoms befinden sich positiv geladene Protonen.

- In der Hülle des Atoms befinden sich negativ geladene Elektronen.

- In der Hülle des Atoms befinden sich genauso viele Elektronen wie Protonen im Atomkern.

—> das bedeutet das Atom ist neutral, weil es gleich viele Elektronen wie Protonen gibt

- Wenn bei intensivem Reiben von bestimmten Stoffen (z.B. Kunststoffstab und Wolltuch) die Stoffe elektrostatisch aufgeladen werden, dann bleiben die Atome am selben Ort, aber die Elektronen gehen in den anderen Stoff über (in dem Fall gehen die Elektronen vom Wolltuch in den Kunststoffstab über). Das bedeutet, dass der eine Stoff jetzt positiv geladen ist, weil es weniger Elektronen gibt (beim Wolltuch). Der Stoff ist nicht mehr neutral. Der andere Stoff (indem Fall der Kunststoffstab) ist nun negativ aufgeladen, weil es mehr positiv geladene Elektronen gibt. Da nun die Stoffe ungleichnamig aufgeladen sind, ziehen sie sich an.

-Ladungstrennung: nach dem Reiben herrscht bei einem Stoff (indem Fall beim Wolltuch) ''Elektronenmangel'' und bei dem anderen Stoff (indem Fall der Kunststoffstab) ''Elektronenüberschuss''

=====Elektrisches Feld=====
- Den Raum um einen elektrostatisch geladenen Körper nennt man ein elektrisches Feld.

=====Elektrische Feldlinien=====
[[Datei:F9A281DE-4575-4C12-BF45-B4A0FFD58A55.jpg|mini|Feldlinienbild bei einer geladenen Kugel|alternativtext=|160x160px|links]]
-geben die Richtung der Kraft an, die in einem elektrostatischen Feld auf einen positiv geladenen Körper wirkt

- Es stellt das elektrostatische Feld vereinfacht dar.

 

 
=====Ladungsausgleich=====

-zwischen ungleichnamig geladenen Körpern fließt ein elektrischer Strom

—> das nennt man Ladungsausgleich

Erklärung: Wenn zwei geladene Körper vorerst voneinander getrennt sind und dann mit einem elektrischen Leiter verbunden werden, dann sind wieder genauso viele Protonen wie Elektronen vorhanden.

=====Übungsaufgabe=====

 
<div class="lueckentext-quiz">

'''Ungleichnamig''' geladene Körper ziehen sich an, dagegen stoßen sich '''gleichnamig''' geladene Körper ab. Im Kern des Atoms befinden sich die positiv geladenen '''Protonen''' und in der Atomhülle befinden sich die negativ geladenen '''Elektronen'''. Ein Atom ist '''neutral''', wenn sich in ihm genauso viele Elektronen wie Protonen befinden. Beim Reiben von z.B. Wolle und einen Kunststoffstab gehen ein Teil der Elektronen (aus der Wolle) in den Kunststoffstab über. Dann kommt es zu einer '''Ladungstrennung'''. Das bedeuten, dass es nun in der Wolle zu einem '''Elektronenmangel''' kommt und bei dem Kunststoffstab zu '''Elektronenüberschuss'''. Jetzt ist die Wolle positiv geladen und der Kunststoffstab ist negativ geladen.
</div>

<nowiki>*</nowiki>bearbeitet, zu gleichen Teilen, von Reclam 721Kla und Reclam 721Lin

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Magnetische Kräfte

2023-01-26T18:28:05Z

Reclam 721Lin:

=====Magnete - Grundwissen=====
Welche Körper zieht ein Magnet an? Antwort: Ein Magnet zieht Eisen, Nickel, Cobalt an, und andersherum (sie müssen sich dabei nicht berühren). Außerdem gibt es keramische Werkstoffe, die magnetische Eigenschaften haben, zum Beispiel die so genannte Ferrite (Eisenoxid Hämatit).

'''Stabmagnet:''' Verschiedene Bereiche des Stabmagneten ziehen Eisenkörper unterschiedlich stark an. An den Enden des Stabmagneten kommen die größten Kräfte vor. Der Stabmagnet dreht sich immer wieder in die gleiche Richtung, die Nord-Süd-Richtung der Erde.

'''Merke:''' Ein Magnet besitzt zwei Pole, an denen die magnetische Kraft am größten ist.

Gibt es Unterschiede zwischen den beiden Hälften?

'''Antwort:''' Nein, die beiden Hälften haben die gleiche magnetische Kraft. Außer, dass der Nordpol immer rot markiert (zeigt immer nach Norden) wird und der Südpol grün (zeigt immer nach Süden).

Zwischen einem Nord- und Südpol treten anziehende Kräfte auf, zwischen zwei Nordpolen bzw. zwei Südpolen abstoßende Kräfte.

'''Magnetisieren von Kräften:''' An einem Pol eines Magneten kann man mehrere Nägel aneinander hängen und sie ziehen sich an. Die Nägel, die man an dem Magneten hängt, werden selbst magnetisch. Alle Teile sind vollständige Magneten. Sie besitzen jeweils einen Nord- und einen Südpol.

 
=====Magnete und magnetisches Feld=====
Der Raum um einen Magneten hat besondere Eigenschaften: Auf Magneten um magnetisierbare Probekörper werden Kräfte ausgeübt. Einen solchen Raum nennt man ein magnetisches Feld.[[Datei:Geek3.jpg|mini]]
'''Magnetische Feldlinien:''' An verschiedenen Stellen in der Umgebung des Magneten richtet sich die Magnetnadel in verschiedene Richtungen aus. Dies kann man benutzen, um das magnetische Feld zu beschreiben. Das Bild zeigt die Linien, auf denen die Magnetnadel bewegt wurde. Sie werden magnetische Feldlinien genannt. ➡️

'''Das Feldlinienbild:''' Zeichnet man mehrere magnetische Feldlinien, die in der Umgebung eines Magneten verlaufen, so erhält man ein Feldlinienbild (siehe Bild). Die Feldlinien verlaufen außerhalb des Magneten vom Nordpol zum Südpol. Der Nordpol einer kleinen Magnetnadel zeigt in Richtung der Feldlinie, der Südpol in die entgegengesetzte Richtung. Je dichter die Feldlinien in einem Gebiet liegen, um so größer ist die auftretende magnetische Wirkung. Man kann selbst entscheiden, wie viele Feldlinien man in einem Feldlinienbild zeichnen will. Doch sollte man darauf achten, dass es nicht zu viele sind, sonst wird es unübersichtlich. Aus dem Feldlinienbild kann man erkennen, wie die Kraft an anderen Stellen gerichtet und wie groß ihr Betrag ist. FARADAY hat das Feldlinienbild des magnetischen Feldes entwickelt.

'''Formen magnetischer Felder:'''

Wenn der Abstand von den Magneten größer ist, umso größer ist der Abstand zwischen den Feldlinien, dann ist die magnetische Kraftwirkung geringer. Bei Feldlinien die parallel zu einander laufen, ist die magnetische Kraftwirkung überall gleich groß. So ein Feld nennt man ein '''homogenes magnetisches Feld.'''

'''Das magnetische Feld als Vermittler der Kräfte:'''

Wenn man eine mechanische Kraft übertragen will, braucht man dafür einen Körper. Zum Beispiel: bei einem Fahrrad wird die Kraft von der Pedale in die Kette übertragen und von der Kette zum Hinterrad. Bei magnetischen Feldern ist kein Körper zum Übertragen der Kräfte erforderlich.

 

=====Magnetfeld von Elektromagneten=====
Der Physiker '''Hans Christian Oersted,''' hat im Jahr 1820 ein Experiment durchgeführt, indem er ein stromdurchflossenes Drahtstück untersuchte. Nachdem er das Drahtstück horizontal auf eine Nadel gespannt hatte, sah er, sobald Strom durchfloss bewegte sich die Nadel.

'''Merke:''' Ein elektrischer Strom ist von einem magnetischen Feld umgeben.

Außerhalb einer Spule ist das Magnetfeld gleich wie bei einem Stabmagneten. Ein homogenes Magnetfeld tritt im Inneren einer Spule auf.

'''Die Spule als Elektromagnet:''' je größer die Stromstärke ist, umso größer ist auch die Kraft, die auf einen Probekörper ausgeübt wird. Je größer die Windungszahl einer Spule ist, umso größer ist auch die Kraft auf einen Probekörper. Für viele technische Anwendungen z.B. beim Lasthebemagneten ist es wichtig, dass sich das Magnetfeld einer Spule verändern oder ganz abschalten lässt. Beim Einschalten zieht er die Eisenrohre an und beim Abschalten des Stroms lösen sich die Eisenrohre wieder ab. Ein Lasthebemagnet besteht nicht nur aus einer Spule, sondern auch noch aus Eisenteilen. Durch die Eisenteile vergrößert sich die Tragkraft des Magneten.

=====Magnetfeld der Erde=====

'''Das Magnetfeld als Orientierungshilfe:'''

Dass die Erde ein großer Magnet ist, kann man daran erkennen, dass sich ein Magnet - wenn man ihn drehbar aufhängt - in Nord-Süd-Richtung ausrichtet. Diese Erscheinung wird bei einem Kompass genutzt.

'''Die Pole des Magnetfeldes:''' die Erde hat ein ähnliches Magnetfeld wie das Feld eines Stabmagneten. Da sich gleichnamige Pole abstoßen, muss im geographischen Sinne der Südpol sein, wohin die Nordseite der Nadel zeigt. Die geografische Nord-Süd-Richtung kann man durch die Stellung des Polarstern oder der Sonne herausfinden. Die Magnetpole der Erde haben ein Abstand von etwa 2000 km zu den geographischen Polen. Durch den großen Abstand, zeigt der Kompass nicht die genaue Nord-Süd-Richtung an. Der Winkel, der abweicht, heißt Deklinationswinkel oder Missweisung. Außerdem sind die Feldlinien gegenüber der Erdoberfläche geneigt.

'''Sonnenwind'''

Die Sonne sendet elektrisch geladene Teilchen, das ist der so genannte Sonnenwind. Dadurch verändert sich die Form des Erdmagnetfeldes. Je nach Aktivität der Sonne wird das Magnetfeld auf der Erde etwas verändert.

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721

2023-01-26T18:09:53Z

Reclam 721Lin:

Willkommen bei unserem Kräfte-Wiki,

hier erfahrt ihr alles über verschiedene Kraftarten.

Wir wünschen euch viel Spaß mit folgenden Themen 😊:

[[Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Gewichtskräfte|Gewichtskräfte]]

[[Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Kraefte an der Schraubenfeder|Kräfte an der Schraubenfeder]]

[[Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Kräfte am Hebel|Kräfte am Hebel]]

[[Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Reibungskräfte|Reibungskräfte]]

[[Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Magnetische Kräfte|Magnetische Kräfte]]

[[Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Elektronische Kräfte|Elektronische Kräfte]]
 <blockquote>Grundwissen über Kräfte</blockquote>Definition: Die physikalische Größe Kraft gibt an, wie stark ein Körper auf einen anderen einwirkt.

Formelzeichen: F (engl. Force)

Einheit: Newton (N) 1N=100g

Messgerät: Federkraftmesser

Umrechnung: 1.000.000N= 1.000kN (Kilonewton)= 1MN (Meganewton)
 <blockquote>Darstellung von Kräften</blockquote> 
[[Datei:B1869740-F266-4B1B-BFD3-B4CB687752F3.jpg|links|mini|Darstellung von Kräften ]]
-Die Länge des Pfeiles stellt den Betrag dar, deswegen muss ein Maßstab eingehalten werden.

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Reibungskräfte

2023-01-26T18:08:01Z

Reclam 721Lin:

Willkommen auf der Seite zu den Reibungskräften😄

Viel Spaß 😉

=====Grundwissen=====
Reibung tritt an der Grenze zweier Körper auf, die aneinander haften, gleiten oder rollen. Die Reibung ist immer entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung. Dadurch wird die Bewegung gehemmt.

Es gibt verschiedene Arten von Reibung:

-''Haftreibung:'' Wirkt auf einen ruhenden Körper eine Zugkraft ein, so sorgt die Haftreibung dafür, dass sich der Körper nicht in Bewegung setzt. Ist die Zugkraft größer so setzt er sich allerdings in Bewegung.

-''Gleitreibung:'' Wenn ein Körper in Bewegung gesetzt wird, hält die Gleitreibung den Körper auf, ist die Zugkraft größer so bewegt sich der Körper weiter nach vorne.

=====Berechnung=====
<math>F_R</math>=<math>\mu</math>• <math>F_N</math>

<math>F_R</math>=Reibungskraft

<math>\mu</math>= Reibungszahl —> ist je nach Material der zwei Körper unterschiedlich —> ist in jedem Tafelwerk zu finden.

<math>F_N</math>= Normalkraft —> ist die Gewichtskraft, wenn die Oberfläche horizontal ist—> wird in Newton angegeben.
[[Datei:8E0D2CC1-694B-45D1-93F3-0D6D01E6A4A7.jpg|links|mini|288x288px]] 

 
 
=====Beispiel=====
1. Ein Stück Holz liegt auf einem Holztisch und jemand versucht das Stück Holz in Bewegung zu setzten, die Normalkraft (indem Fall auch die Gewichtskraft) von 2N wirkt auf das Stück Holz ein. Die Reibungszahl von Holz auf Holz, bei Haftreibung, beträgt 0,6. Wie viel Kraft muss auf den Holzklotz einwirken damit er sich bewegt?

<math>F_R</math>= <math>\mu</math>•<math>F_N</math>

<math>F_R</math>= 0,6•2N

<math>F_R</math>= 1,2N

Man benötigt 1,2N um das Stück Holz in Bewegung zusetzten.

2. Ein Stück Holz wird über einen Tisch gezogen, eine Normalkraft von 2N wirkt auf das Stück Holz ein. Bei der Gleitreibung Holz auf Holz beträgt die Reibungszahl 0,5. Wie viel Kraft wird benötigt das der Holzklotz nicht stehen bleibt?

<math>F_R</math>=<math>\mu</math>• <math>F_N</math>

<math>F_R</math>= 0,5•2N

<math>F_R</math>=1,0N

Es wird eine Kraft von 1N benötigt damit das Stück Holz nicht stehen bleibt.

=====Übungsaufgabe=====

<div class="lueckentext-quiz">
Wenn ein Körper versucht wird, in Bewegung gesetzt zu werden spricht man von '''Haftreibung'''. Wenn die Zugkraft '''größer''' ist, setzt sich der Körper in Bewegung. Wenn ein Körper allerdings schon in Bewegung ist, nennt man das '''Gleitreibung'''.

Die '''Reibungszahl''' ist je nach Material unterschiedlich. Man benötigt sie zur Berechnung.

</div>

<nowiki>*</nowiki>bearbeitet, zu gleichen Teilen, von Reclam 721Kla und Reclam 721Lin

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Kräfte am Hebel

2023-01-26T18:01:02Z

Reclam 721Lin:

Einseitiger und zweiseitiger Hebel

Einseitiger und zweiseitigen Hebel:
Wie kann man mit einem Hebel ein schweren Stein anheben, den man mit losen Händen nicht von der Stelle bewegen kann? Du kannst eine stabile Eisenstange verwenden um den Stein zu heben. Dafür gibt es zwei Möglichkeiten: - Du legst einen Balken oder einen anderen Stein als Auflage daneben, legst die Eisenstange darauf, und drückst nach unten.

- Man fasst mit der Stange unter den Stein und zieht nach oben. --> Man braucht einen Drehpunkt. Die beiden Kräfte sollen in senkrechter Richtung zum Hebel wirken.

Hebelgesetz: Eine besondere Form des Hebels ist die Wippe . Man kann selbst mit einem schweren Erwachsenen eine Gleichgewicht herstellen. Dazu muss man den eigenen Abstand zur Drehachse verändern. Man kann nur durch Messungen am zweiseitigen Hebel ermitteln welches physikalisches Gesetz dahinter steckt.

Biomechanik: Auch in unserem Körper gelten die Gesetze der Mechanik z.B. der Arm als Hebel. Unser Arm lässt sich physikalisch als einseitiger Hebel auffassen. Das Ellenbogengelenk ist die Drehachse. Der Armbeuger muss eine Kraft aufbringen, um den Unterarm waagerecht zu halten. Der Muskel wirkt am kürzeren Hebel. Wenn man eine Stahlkugel in die Hand nimmt, wird die Kraft, die der Beugemuskel aufbringt, erhältlich größer. Das für den Muskel scheinbar ungünstige Hebelverhältnis hat einen Vorteil: Es ermöglicht eine schnellere Bewegung der Hand.

<div class="lueckentext-quiz">

Eine besondere Form des Hebels ist die '''Wippe'''. Beim '''zweiseitigen Hebel''' liegen die beiden Hebelarme beidseitig des Drehpunktes. Beim Arm ist das '''Ellenbogengelenk''' die Drehachse.

</div>

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Kraefte an der Schraubenfeder

2023-01-26T17:52:07Z

Reclam 721Lin:

Herzlich Willkommen auf unserer Seite zu den Kräften an der Schraubenfeder.

Wir wünschen euch viel Spaß 😉

=====Grundwissen=====
Hängt man an eine Schraubenfeder verschiedene Gewichte (100g=1N), verlängert sich die Schraubenfeder unterschiedlich.

Je mehr Kraft (in Newton) auf die Schraubenfeder einwirkt, desto mehr verlängert sich die Schraubenfeder. Dieser Vorgang ist proportional, wenn die Feder nicht überdehnt wird (zu viel Gewicht an der Feder hängt).

Wichtig ist, dass die Gewichtsangabe in Newton angegeben wird. Das bedeutet, wenn man an die Feder 10g hängt, sind das 0,1N.

- Federkonstante ist die Härte der Feder

- Das Hooke'sche Gesetz beschreibt die Verformung eines Festkörpers (z.B. einer Feder) 

=====Berechnungen=====
F= D•s (Hooke‘sche Gesetz)

s= die Verlängerung der Feder in cm

D= Federkonstante

–>Durch ein Experiment mit einer Schraubenfeder findet man die Werte für die Berechnung der Federkonstante heraus. Das bedeutet wenn bei einem Experiment heraus kommt, dass die Verlängerung s 1cm ist und eine Kraft von 1 N auf die Feder einwirkt kann man die Federkonstante berechnen.
[[Datei:900BA5D9-5D62-4C3E-AEE8-5AC5C9CFF2B8.jpg|mini|Schraubenfeder Experiment]]

–> Berechnung der Federkonstante: <math>D=\frac{F}{s}</math>

—>F findet man heraus in dem man das Gewicht (unten an der Feder) in Newton umrechnet

100g=1N

—> wenn man die Federkonstante berechnet hat, kann man F berechnen, indem man F= D•s rechnet:

Newton= Federkonstante• beliebiger Wert s (dieser Wert ist je nach Aufgabenstellung unterschiedlich)

=====Beispiel=====
Man hängt an eine Schraubenfeder 400g, die Verlängerung ist 4cm. Wir wollen heraus finden wie viel Kraft (in N) auf die Schraubenfeder einwirkt, wenn die Verlängerung s 2,5cm ist.

#Muss man die Federkonstante aus den vorgegebenen Werten berechnen.
#Danach kann man mit der Federkonstante und dem vorgegebenem Wert die Kraft, die auf die Feder einwirkt, berechnen

''Federkonstante:''

(D= F:s)

Einsetzten: D= 4N:4cm —> 400g=4N

Berechnen: D= 1N'''/cm''' —> jetzt haben wir die Federkonstante berechnet.

''Endgültige Berechnung:''

F= D•s

Einsetzten: F=1N'''/cm'''•2,5cm

-> cm können weggestrichen werden (2•cm)

Berechnen: F=2,5N

-> jetzt haben wir den Endwert berechnet. 😌

Antwort: Wenn die Verlängerung 2,5 cm ist, wirkt 2,5 N auf die Feder ein.

Wenn ihr es verstanden habt, könnt ihr jetzt noch eine Übungsaufgabe lösen.

 

=====Übungsaufgabe=====

#Man hängt an eine Schraubenfeder 20g, die Verlängerung ist 2cm. Finde heraus wie viel Kraft (in N) auf die Feder einwirken, wenn die Verlängerung 6cm ist.

=====Lösungen zu den Übungsaufgaben=====
Lösung zu 1.

#Federkonstante berechnen: D= F:s —> D= 0,2N:2cm —> D= 0,1N'''/cm'''
#Endgültige Berechnung: F= D•s —> D=0,1 N<big>/cm</big> •6cm —> D= 0,6N
#Antwortsatz: Wenn die Verlängerung 6cm ist, dann wirken 0,6N auf die Schraubenfeder ein.

<nowiki>*</nowiki>bearbeitet, zu gleichen Teilen, von Reclam 721Kla und Reclam 721Lin

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Gewichtskräfte

2023-01-26T17:40:38Z

Reclam 721Lin:

=====Grundwissen=====
Es gibt verschiedene Wechselwirkungen zwischen zwei Körpern, z.B. den Körper in Bewegung versetzen, abbremsen oder den Körper zeitweilig verformen. Wechselwirkung zweier Körper gibt es zum Beispiel zwischen einem Magneten und einem Eisenstück, sie verformen sich dann. Je härter das Material ist, desto weniger sieht man die Verformung. Normalerweise entsteht eine Verformung oder Bewegungsänderung bei '''beiden''' Körpern. Die Verformung oder Bewegungsänderung kann man besser mit einer Schraubenfeder erkennen. <math>F_1</math>wirkt mit der gleichen Kraft auf <math>F_2</math>, beide haben den selben Betrag. Dass nennt man Wechselwirkung (oder Gesetz von Kraft und Gegenkraft). Ohne Wechselwirkung wären viele Sachen im Leben nicht möglich (z.B. Start vom Läufer beim Startblock). Bei Astronauten ist die Gewichtskraft gleich null wegen der Schwerelosigkeit.

=====Messen von Kräften=====
Um Kräfte zu Messen kann man Schraubfedern benutzen. Federkraftmesser besitzen in ihrem inneren eine Schraubfeder und sie haben eine Nullpunkt (Einstellung die vor jeder Messung auf null gestellt werden). Die Abkürzung N kommt von dem Physiker Isaac Newton.

'''Die Einheit der Kraft ist Newton(N)'''

=====Darstellung von Kräften=====
Um ein elastisches Stahlblatt um eine vorgegebene Strecke zu verbiegen so ist dazu eine bestimmte Kraft notwendig. Die gleiche Verformung kann auch möglich sein, wenn man statt in die waagerechte Richtung mehr nach unten oder oben zieht.

'''Die Wirkung einer Kraft hängt von ihrem Betrag, ihrer Richtung und von ihrem Angriffspunkt ab.'''

Kräfte sind Größen. Sie kann man mithilfe von Pfeilen darstellen. Der Angriffspunkt des Pfeiles entspricht dem Angriffspunkt der Kraft. Die Richtung des Pfeiles gibt die Richtung der Kraft an. Die Länge des Pfeils gibt den Betrag der Kraft an. Beim Zeichnen muss man einen Maßstab angeben. Über Formelzeichen von der Kraft schreibt man einen Pfeil. Der Pfeil wird weggelassen, wenn nur der Betrag der Kraft gemeint ist.

=====Addition von Kräften=====
Wenn zwei Personen an einem Wagen in die gleiche Richtung ziehen ist die Kraft auf den Wagen größer als wenn nur eine Person zieht. Sie addieren sich zu einer resultierenden Kraft Fres. In zeichnerischen Darstellungen erhält man Fres indem man den Fußpunkt des einen Kraftpfeils an die Spitze des anderen setzt. Dass gleiche passiert wenn zwei Kräfte in entgegengesetzte Richtungen wirken. Der Betrag der resultierenden Kraft entspricht dem Betrag der Differenz einzelner Kräfte.[[Datei:Aufgabe Physik.jpg|mini]]'''Aufgabe zu Kräfte in entgegengesetzte Richtungen:'''
Ein Kronleuchter der 4kg schwer ist, fällt nicht herunter. Wieso? ➡️

=====Berechnung von Gewichtskräften=====
'''Definition:''' Die Gewichtskraft ist die Kraft mit der ein Körper an seiner Aufhängung zieht oder auf seine Unterlage drückt.

'''Formelzeichen:''' <math>F_G</math>

Die Gewichtskraft eines Körpers kann mit einem Federkraftmesser gemessen werden. Körper ziehen einander an, abhängig von ihrer Masse (Körpereigenschaft) und der Gewichtskraft (ortsabhängig). Das Verhältnis von Gewichtskraft und Masse wird von dem Ortsfaktor (<math>g</math>) bestimmt.

'''Formel:'''

<math>g={F_G\over m}</math>

Die Gewichtskraft ( <math>F_G</math>) ist auf der Erde ca. 9,81N.

Nordpol-Südpol: ca.9,83N , Mond : 1,62N

'''Rechenaufgabe:''' Ein Mädchen wiegt 50kg auf der Erde. Wie viel wiegt sie auf dem Mond?

'''Lösungsweg:'''<math>F_G</math>= m • g

<math>F_G</math>=50kg• 1,62N/kg=8 kg

'''Antwortsatz:''' Das Mädchen würde auf dem Mond 8kg wiegen(ca.1/6).

Die Schwerkraft Gravitationskraft genannt bezeichnet die Anziehungskraft der Erde auf alle Körper. Die Masse der Erde beträgt 6•<math>10^{(24)}</math>kg. Die Erde hat eine sehr starke Anziehungskraft auf alle Körper die sich auf der Erde befinden und auf die anderen Planeten des Sonnensystems.

 Viel spaß bei dem Quiz 🙂

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
|Isaac||Wie hieß der berühmte englische Physiker mit Vornamen?
|-
|Newton||Die Einheit von Kraft ist...
|-
|senkrecht||Wer einen Gegenstand in der Hand hält, spürt eine Kraft, die ... nach unten wirkt.
|-
|größer||Wenn zwei Personen in einer Richtung an einem Wagen ziehen, ist die Kraft auf dem Wagen ... als wenn nur eine Person zieht.
|}
</div>

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Gewichtskräfte

2023-01-26T17:16:56Z

Reclam 721Lin:

=====Grundwissen=====
Es gibt verschiedene Wechselwirkungen zwischen zwei Körpern, z.B. den Körper in Bewegung versetzen, abbremsen oder den Körper zeitweilig verformen. Wechselwirkung zweier Körper gibt es zum Beispiel zwischen einem Magneten und einem Eisenstück, sie verformen sich dann. Je härter das Material ist, desto weniger sieht man die Verformung. Normalerweise entsteht eine Verformung oder Bewegungsänderung bei '''beiden''' Körpern. Die Verformung oder Bewegungsänderung kann man besser mit einer Schraubenfeder erkennen.<math>F_1</math>wirkt mit der gleichen Kraft auf <math>F_2</math>, beide haben den selben Betrag. Dass nennt man Wechselwirkung (oder Gesetz von Kraft und Gegenkraft). Ohne Wechselwirkung Ären viele Sachen im Leben nicht möglich (z.B. Start vom Läufer beim Startblock). Bei Astronauten ist die Gewichtskraft gleich null wegen der Schwerelosigkeit.

=====Messen von Kräften=====
Um Kräfte zu Messen kann man Schraubfedern benutzen benutzen. Federkraftmesser besitzen in ihrem inneren eine Schraubfeder und sie haben eine Nullpunkt Einstellung die vor jeder Messung auf null gestellt werden. Die Abkürzung N kommt von dem Physiker Isaac Newton.

'''Die Einheit der Kraft ist Newton(N)'''

=====Darstellung von Kräften=====
Um ein elastisches Stahlblatt um eine vergebene Strecke zu verbiegen so ist dazu eine bestimmte Kraft notwendig. Die gleiche Verformung kann auch möglich sein wenn statt in die waagerechte Richtung mehr nach unten oder oben zieht.

'''Die Wirkung einer Kraft hängt von ihrem Betrag ihrer Richtung und von ihrem Angriffspunkt ab.'''

Kräfte sind Größen. Sie kann man mithilfe von Pfeilen darstellen. Der Angriffspunkt des Pfeiles entspricht den Angriffspunkt der Kraft. Die Richtung des Pfeiles gibt die Richtung der Kraft an. Die Länge des Pfeils gibt den Betrag der Kraft an. Beim zeichnen muss man einen Maßstab angeben. Über Formelzeichen von der Kraft schreibt man einen Pfeil. Der Pfeil wird weggelassen wenn nur der Betrag der Kraft gemeint ist.

=====Addition von Kräften=====
Wenn zwei Personen an einem Wagen in die gleiche Richtung ziehen ist die Kraft auf den Wagen größer als wenn nur einer zieht. Sie addieren sich zu einer resultierende Kraft Fres. In zeichnerischen Darstellungen erhält man Fres indem man den fußpunkt des einen Kraftpfeils an die Spitze des anderen setzt. Dass gleiche passiert wenn zwei Kräfte in engegengesetzte Richtungen wirken. Betrag resultierenden Kraft entspricht dem Betrag von der Differenz einzelner Kräfte.[[Datei:Aufgabe Physik.jpg|mini]]'''Aufgabe zu Kräfte in entgegengesetzte Richtungen:'''
Ein Kronleuchter der 4kg schwer ist, fällt nicht herunter. Wieso? ➡️

=====Berechnung von Gewichtskräften=====
'''Definition:''' Die Gewichtskraft ist die Kraft , mit der ein Körper an seiner Aufhängung zieht oder auf seine Unterlage drückt.

'''Formelzeichen:''' <math>F_G</math>

Die Gewichtskraft eines Körpers kann mit einem Federkraftmesser gemessen werden.Körper ziehen einander an, abhängig von ihrer Masse. ( Körpereigenschaft) und der Gewichtskraft (Ortsabhängig). Das Verhältnis von Gewichtskraft und Masse wird von dem Ortsfaktor (g) bestimmt.

'''Formel:'''

g=<math>{F_G\over m}</math>

Die Gewichtskraft ( <math>F_G</math>)ist auf der Erde ca.9,81N

Nordpol-Südpol: ca.9,83N , Mond : 1,62N

'''Rechenaufgabe:''' Ein Mädchen wiegt 50kg auf der Erde.Wie viel wiegt sie auf dem Mond?

'''Lösungsweg:'''<math>F_G</math>= m • g

<math>F_G</math>=50kg• 1,62N/kg=8 kg

'''Antwortsatz:''' Das Mädchen würde auf dem Mond 8kg wiegen(ca.1/6).

Die Schwerkraft Gravitationskraft genannt bezeichnet die Anziehungskraft der Erde auf alle Körper.Die Masse der Erde beträgt 6•<math>10^{(24)}</math>kg. Die Erde hat eine sehr starke Anziehungskraft,auf alle Körper die sich auf der Erde befinden .Und auf die anderen Planeten des Sonnensystems.

 Viel spaß bei dem Quiz 🙂

<div class="kreuzwort-quiz">
{|
|-
|Isaac||Wie hieß der berühmte englische physiker mit vorname?
|-
|Newton||Die Einheit von Kraft ist...
|-
|senkrecht||Wer einen Gegenstand in der Hand hält, spürt eine Kraft, die ... nach unten wirkt.
|-
|größer||Wenn zwei Personen in einer Rictung an einem Wagen ziehen, ist die Kraft auf dem Wagen ... als wenn nur einer Zieht.
|}
</div>

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721/Reibungskräfte

2022-12-22T11:03:20Z

Reclam 721Lin: Grundwissen

Anton-Philipp-Reclam-Gymnasium Leipzig/Kraefte721

2022-12-14T09:47:24Z

Reclam 721Lin: Einleitungstext geschrieben

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2022-12-07T10:47:00Z

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2022-12-07T10:43:27Z

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