Bildet zwei Gruppen, die im Tauziehen gegeneinander antreten. Im ersten Schritt zieht jede Gruppe so stark am Seil, dass sich das Seil nicht bewegt. Beantworte die nachfolgenden Fragen:
Welche Kräfte sind gleich groß?
Welche Richtung haben die jeweiligen Kräfte?
Kräftegleichgewicht - Simulation
Stelle in der Simulation auf der Seite phet.colorado die Mannschaften beim Tauziehen so zusammen, dass ein Kräftegleichgewicht entsteht.
Kräfte im Gleichgewicht - Hefteintrag
Ein Gegenstand ist im Kräftegleichgewicht, wenn auf ihn zwei gleich große Kräfte mit entgegengesetzten Richtungen wirken. So heben sich die Kräfte in ihren Wirkungen auf.
Material: 1 Luftballon, 1 Trinkhalm, dünne Schnur (ca. 2m), Klebefilm
Durchführung: Fädle den Trinkhalm auf den dünnen Draht. Blase einen Luftballon auf, halte die Öffnung zu und klebe ihn an den Trinkhalm. Nun lass die Luft aus dem Ballon strömen.
Beobachtung: Entfernst du die Wäscheklammer bzw. lässt die Öffnung des Ballons los, so entweicht die Luft aus dem Luftballon und der Ballon gleitet schnell am Faden entlang.
Erklärung: Kann die Luft aus dem Ballon strömen, übt der Luftballon eine Kraft in Richtung der Öffnung des Ballons auf die Umgebungsluft aus. Aufgrund des Wechselwirkungsgesetztes übt daher die Luft eine gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Kraft auf den Luftballon aus. So wird der Luftballon beschleunigt.
Wechselwirkungsprinzip - Hefteintrag
Wirken zwei Körper aufeinander ein, treten immer zwei Kräfte auf: Kraft und Gegenkraft.
Die Kräfte greifen an verschiedenen Körpern an, sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet. Wechselwirkungsprinzip (NEWOTN) actio = reactio.
Beispiel: Raketenantrieb
Übung 6 - Wechselwirkungsprinzip
Bearbeite die nachfolgenden LearningApps.
1.5 Kräfte messen
Kräfte messen - Experiment
Zwei Schüler bzw. Schülerinnen ziehen den Expander auseinander.
Wann sind zwei Kräfte gleich groß, die man mit diesem Versuch vergleicht?
Um Kräfte zu messen, braucht man eine Einheit und ein Messgerät.
Einheit: 1 Newton (1 N)
1 N ist die Kraft, die du zum Heben einer Tafel Schokolade (100 g) benötigst.
Formelzeichen: F (von engl. force)
Messgerät: Federkraftmesser
Eine Masse von 1 kg hat also eine Kraft von 10 N (Gewichtskraft).
Die Einheit ist nach dem Physiker Isaac Newton (1643 – 1727) benannt.
Experiment: Hookesches Gesetz
Wie funktioniert ein Kraftmesser?
Führe die Simulation zum Hookeschen Gesetz durch. Erkläre damit, wie ein Federkraftmesser funktioniert.
Die Kraft, mit der ein Gegenstand nach unten gezogen wird, heißt Gewichtskraft.
Die Gewichtskraft eines Mehl-Paketes beträgt auf der Erde 10 N. Wenn man es auf den Mond bringt, verändert es sich nicht, seine Masse bleibt gleich, es ist immer noch genauso viel Mehl. Aber die Gewichtskraft ist auf dem Mond viel geringer. Sie beträgt nur noch 1,6 N. (Die Erde zieht die Gegenstände etwa 6-mal stärker an als der Mond.)
Die Gewichtskraft ist vom Ort abhängig, die Masse ist unabhängig vom Ort, sie ist überall gleich groß.
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