Mech1 Flashcards
Welche Teilbereiche der Physik gibt es?
Mechanik, Elektrizitätslehre, Optik, Wärmelehre, Kern- und Quantenphysik
Welche Eigenschaft teilen alle Stoffe?
Sie dehnen sich beim Erwärmen aus.
Warum vergrößert sich der Abstand unter den Teilchen eines Stoffes bei Erwärmung?
Da die Eigenbewegung der Teilchen steigt und somit auch die wechselseitigen Stöße unter den Teilchen, die zu größeren Abständen führen.
Was passiert beim Übergang zwischen dem flüssigen und gasförmigen Aggregatzustand hinsichtlich des Teilchenmodells?
Durch die zunehmende Erwärmung steigen die Abstoßungskräfte der Teilchen, und somit auch deren Abstände, über einen Schwellwert, sodass der Zusammenhalt unter den Teilchen nicht mehr besteht. Die Teilchen werden dann gänzlich frei und bewegen sich unabhängig voneinander im Raum. Sie stoßen sich aber weiterhin voneinander ab.
Was kann mit einem Atom einer Flüssigkeit passieren, welches sich dicht an der Oberfläche befindet?
Es kann den Anziehungskräften der benachbarten Teilchen aufgrund seiner relativ intensiven Bewegung “entkommen”.
Bei welcher Temperatur liegt der absolute Nullpunkt?
-273.14 °C
Was sind flüchtige Stoffe? Nenne drei Beispiele.
Stoffe, die relativ schnell verdunsten z.B. Alkohol, Aceton und Benzin.
Welche der Grundformen des Gleichgewichts gibt es?
Was beschreibt die Statik?
Beschreibung d. Gleichgewichts (Erklärung des Verhaltens ruhender Körper).
Was beschreibt die Kinematik?
Beschreibung versch. Bewegungen und deren Entwicklung.
Was deckt die Dynamik in der Physik ab?
Die Lehre von den Kräften (Beschreibt die Ursache von Bewegung).
Was ist eine Messung?
Anweisungen, mit deren Hilfe jeder andere an jedem Ort zur gleichen Bewertung der gleichen Erscheinung kommt.
Aus was ergibt sich eine Messung?
Vergleich der zu messenden Größe mit einer Maßeinheit.
Was ist die Grundeinheit der Länge?
Meter (m)
Was ist die Grundeinheit der Zeit?
Sekunde (s)
Wie lassen sich folgende Formeln noch ausdrücken?
- 2345 = 2,345* · 1000
- 0,002345 = 2,345* · 1/1000
2,345 · 10³
2,345 · 10⁻³
Benenne die fehlenden Größen:
Welchen sieben Basisgrößen gibt es, und wie nennt sich dieses Maßsystem?
SI-System.
Länge, Masse, Zeit, Elektrische Stromstärke, Temperatur, Beleuchtungsstärke, Stoffmenge.
Ergänze die fehlenden Werte.
Wann werden optische Messverfahren sinnvoll?
Wenn Bruchteile von einem Millionstel eines Millimeters gemessen werden müssen.
Nenne zwei Messwerkzeuge der Feinmechanik.
Messschieber und Mikrometerschraube
Erkläre den Aufbau und die Funktion eines Messschiebers.
Messinstrument, auf dessen Längenmaßstab ein Schieber sitzt, auf dem ein 9 mm langer Bereich durch Striche in zehn gleich große Teile geteilt ist.
Diese Einteilung ermöglicht eine Messgenauigkeit bis auf einen Zehntelmillimeter.
Hierzu werden die Markierungen auf dem Schieber mit denen der Millimeterskala verglichen; die “Nummer” des Teilstrichs in der Neunerteilung, der sich mit einem Teilstrich der Millimeterskala deckt, bestimmt die Anzahl der zuzurechnenden Zehntel.
Erkläre den Aufbau und die Funktion einer Mikrometerschraube.
Die Mikrometerschraube gestattet eine Längenmessung mit einer Genauigkeit von einem Hundertstelmillimeter, wobei jedoch die Gesamtlänge des zu messenden Gegenstandes noch mehr als beim Messschieber begrenzt ist.
Die Mikrometerschraube besteht aus einem sehr formstabilen Metallbügel, an dessen einem Ende ein Anschlagzapfen befestigt ist. Auf der anderen Seite des Bügels befindet sich ein durchgehendes Gewindeloch, in dem sich eine Feingewindeschraube drehen lässt. Sie ist so geschnitten, dass sie sich bei einer Umdrehung um einen Millimeter vorwärts bewegt.
Diese Vorwärtsbewegung lässt sich auf einer am Bügel befindlichen Millimeterskala ablesen.
Gleichzeitig ist der Umfang der Stellschraube in 100 gleiche Teile geteilt. Dreht man diese Schraube um einen Teilstrich ihrer Umfangsteilung weiter, so bewegt sich ihr vorderes Ende um einen Hundertstelmillimeter vor oder zurück, je nach Drehrichtung.
Welche wichtige Eigenschaft besitzt die Masse eines Körpers?
Sie ist ortsunabhängig.
Nenne zwei Messwerkzeuge, mit denen sich die Masse bestimmen lässt.
Balken- und Federwaage.
Wie kam ursprünglich die Zeiteinheit Jahr und Monat zu stande?
Die Zeitspanne, die zwischen zwei exakt gleichen Sonnenständen verstreicht, bezeichnete man als Jahr und benutzte die Tatsache, dass sich der Mond innerhalb dieser Zeit zwölf mal in voller Größe zeigt, als Grundlage für die Festlegung des Monats.
Wieviele Tage besitzt ein Schaltjahr?
366 Tage (29. Februar als zusätzlicher Tag)
Wie oft treten Schaltjahre auf?
Jedes vierte Jahr ist ein Schaltjahr, wobei in jeweils 400 Jahren, drei von diesen Schaltjahren ausfallen.
Es handelt sich dabei um die Jahre, deren Jahreszahl auf 00 endet und bei denen die Zahl aus den beiden ersten Ziffern der Jahrezahl nicht durch vier teilbar ist.
Wie nennt man einen Vorgang in der Natur, in denen sich bestimmte Abläufe in regelmäßigen Abständen wiederholen?
periodisch
Wie funktioniert eine Pendeluhr vereinfacht dargestellt?
Welches Problem besitzen solche Uhren hinsichtlich der Genauigkeit?
Es handelt sich hier um ein sich hin- und herdrehendes Metallscheibchen, das durch die Kraft einer Feder und einen Mechanismus in Gang gesetzt wird. Dieses bezeichnet man als Unruh.
Sie sind ortsabhängig, da die Bewegung des Pendels von der Erdanziehung abhängig ist.
Nenne ein Beispiel für einen Schwingungsvorgang, der komplett ortsunabhängig ist.
z. B. das Schwingen eines Quarzstabes, wenn eine elektrische Spannung an ihn angelegt wird. Diese Schwingung erfolgt mit großer Präzision und wird in den Ihnen bekannten Quarzuhren ausgenutzt.
Immer dann, wenn eine bestimmte Anzahl von Schwingungen abgelaufen ist, wird ein Impuls abgegeben, der den Sekundenzeiger eine Sekunde vorrücken lässt.
Was ist die derzeit genauste Methode Zeit zu berechnen?
Nenne ein Beispiel und einen Einsatzzweck.
Messung der Schwingungszeiten bei Vorgängen im atomaren Bereich z.B. einer “Sorte” des chemischen Elements CAESIUM, welches nach Energiezufuhr u.a. eine Infrarotstrahlung mit einer bestimmten Frequenz emittiert.
Mit dieser hochfrequenten Schwingung werden Atomuhren so synchronisiert, dass sie in 1 000 000 Jahren nur eine Sekunde falsch gehen können.
Eine physikalische Größe umfasst eine __ und eine
__.
Eine physikalische Größe umfasst eine Maßzahl und eine Maßeinheit.
Nennen Sie die drei Grundgrößen der Mechanik und beschreiben Sie, wodurch sie festgelegt sind.
Die drei Grundgrößen sind Masse, Länge und Zeit.
Das Kilogramm ist durch das URKILOGRAMM, der Meter durch den 299 792 458-ten Teil der Strecke, die das Licht im Vakuum in einer Sekunde zurücklegt, und die Sekunde durch eine bestimmte Anzahl von Schwingungen eines Atoms festgelegt.
Erläutere die Formel zur Ermittlung der Geschwindigkeit eines sich gleichförmig bewegenden Körpers.
Die Geschwindigkeit v eines sich gleichförmig (d. h. weder beschleunigten noch gebremsten) bewegenden Körpers ist der Quotient aus zurückgelegter Strecke s und der dafür benötigten Zeit t:
Was bedeutet dim in folgender Formel?
Die Kurzform dim steht für Dimension und bedeutet in diesem Zusammenhang: Maßeinheit.
Warum ist folgende Schreibweise einer Größeneinheit korrekt?
Erklärt sich aus der Rechenregel für Potenzen:
Stelle folgende Formel so um, das t ermittelt werden kann.
Erkläre, warum die Gleichung rechts der Gleichung links entspricht.
Die Einheit m durch die Einheit m/s geteilt.
Hierzu muss die aus der Bruchrechnung bekannte Regel angewendet werden, die besagt, dass man durch einen Bruch teilt, indem man mit dem Kehrwert des Bruchs multipliziert.
Erkläre den Begriff Dimensionskontrolle.
Man setzt nicht die Größen, sondern nur ihre Einheiten in die hergeleitete Formel ein. Dabei muss sich die gesuchte Einheit ergeben.
Wie wird 1 kmh⁻¹ in ms⁻¹ umgerechnet?
Wende die zweischrittige Merkregel zum Umwandeln von Flächen- und Volumengrößen auf folgendes Beispiel an:
134 mm² = … km²
Welche Arbeit W ist nötig, um eine Waschmaschine der Masse m = 230 kg in den vierten Stock, der h = 12 m über der Strasse liegt, zu transportieren?
Betrachten wir wieder die Kugel, die von einem Hügel herab- und einen zweiten wieder hinaufrollt. Sie kann beim Heraufrollen nicht wieder die gleiche Höhe erreichen, weil ihr während des Rollens durch Reibung mechanische Energie entzogen wird.
Wie lässt sich die Reibungskraft, mit welcher die Kugel abgebremst wurde, ermitteln (ohne Rechnung)?
Gegeben: Anfangshöhe H1 = 2 m, Endhöhe H2 = 1,5 m, Weglänge s = 5 m, Masse der Kugel m = 1 kg
Aus der Masse m folgt die Gewichtskraft FG = 9,81 N
Gesucht: ?
Die Reibungskraft, die die Bewegung der Kugel gebremst hat, lässt sich aus dem Verlust an Energie der Kugel und der Wegstrecke, die sie zurückgelegt hat, berechnen:
Wie ist die Leistung definiert?
Die Leistung P ist der Quotient aus der erbrachten Arbeit W und der dazu benötigten Zeit t:
Die Leistung kann auch durch die Angabe einer Geschwindigkeit v und einer Kraft F (beispielsweise einer Reibungskraft) bestimmt sein.
Wie könnte die Formel aussehen?
Wie kann man folgende Formel noch ausdrücken?
