Mechanik

Question 1

Formel für Geschwindigkeit: v = …

Answer 1

v = s / t

Question 2

Formel für Beschleunigung: a = …

Answer 2

a = Δv/t

Question 3

Wie hoch ist die Erdbeschleunigung?

Answer 3

9,81 m/s²

Question 4

Formel für den Zusammenhang zwischen Strecke, Beschleunigung und Zeit: s = …

Answer 4

s = 1/2 * a * t²

Question 5

Formel für Impuls: p = …

Answer 5

p = m * v

Question 6

Einheit und Formel für Kraft: F = …

Answer 6

F = m * a

Einheit: Newton

Question 7

Wie lauten die drei Newtonschen Axiome?

Answer 7

1. „Ein Körper, auf den keine Kraft wirkt, bleibt in Ruhe, oder bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit.“
2. „Kraft = Masse * Beschleunigung“
3. Kraft = Gegenkraft

Question 8

Einheit und Formel für Arbeit: W = …

Answer 8

W = F * s

Einheit: Joule

Question 9

Formel für potentielle Energie: E(pot) = …

Answer 9

E(pot) = m * g * h

Question 10

Formel für kinetische Energie: E(kin) = …

Answer 10

E(kin) = ½ * m * v²

Question 11

Einheit und Formel für Leistung: P = …

Answer 11

P = W / t

Einheit: Watt

Question 12

Einheit und Formel für Druck: p = …

Answer 12

p = F / A

Einheit: Pascal

Question 13

Wie hoch ist der normale Luftdruck?

Answer 13

10⁵ Pascal

Question 14

Wie hoch ist der Druck einer 10 m Wassersäule?

Answer 14

10⁵ Pascal (wie der Luftdruck)

Question 15

Hebel: wie lautet die Formel für das Drehmoment und für das entsprechende Gleichgewicht?

Answer 15

Drehmoment = Kraft * Hebellänge

M = F * r

Gleichgewicht:

F1 * r1 = F2 * r2

Question 16

Hebel: wie lautet die Formel für Drehmoment, wenn zwischen Hebel und Kraft kein senkrechter Winkel besteht?

Answer 16

M = F * r * sin(α)

Question 17

Formel für Dichte: ρ = …

Answer 17

ρ = m / V

Question 18

Einheit und Formel für die Winkelgeschwindigkeit: ω = …

Answer 18

ω = Δα / Δt

Winkelgeschwindigkeit = Änderung Winkel / Änderung Zeit

Die Änderung des Winkels wird i.d.R. im Bogenmaß angegeben und kann dann z.B. „4 π rad / s“ lauten, was 2 Umdrehungen pro Sekunde wären.

Question 19

Formel für die Zentripetalkraft: F = …

Answer 19

F = m * v² / r

Question 20

Was beschreibt die Zentripetalbeschleunigung? Wie lautet die Formel hierfür?

Answer 20

Die Zentripetalbeschleunigung wirkt nach innen und hält einen sich drehenden Körper auf seiner Kreisbahn.

a(Zentri) = v² / r

Eine Aufgabe hierzu könnte lauten: Ein Krankenwagen fährt mit 10 m/s durch eine Kurve mit dem Kreisradius 20 m. Welche Zentripetalbeschleunigung wirkt auf den Fahrer? Antwort: 5 m/s².

Question 21

Wie ist der Zusammenhang zwischen zugeführter Energie, Wirkungsgrad und gewünschter Energie? Wie viel gewünschte Energie würde eine Solarzelle mit einem Wirkungsgrad von 70% produzieren, wenn die zugeführte Sonnenenergie 500 Joule beträgt?

Answer 21

Zugeführte Energie * Wirkungsgrad = gewünschte Energie

Bei 500 Joule zugeführter Energie und einem Wirkungsgrad von 70 % also:

500 * 0,7 = 350 Joule gewünschte Energie

Question 22

Nach welchem Prinzip funktioniert ein Flaschenzug?

Answer 22

Ein Flaschenzug dient dazu, die nötige Kraft zum Bewegen von Lasten zu verringern.

Nach „Arbeit = Kraft * Weg“ muss sich bei gleicher Hubarbeit die Kraft verringern, wenn der Weg verlängert wird.

Um den gleichen Faktor, um den der Weg länger wird, wird die notwendige Kraft geringer.