Physik in der 9. Jahrgangsstufe    


Hausaufgabe bis Donnerstag, 21.06.2018: Inhalt dieses Blattes lernen  Und außerdem: Den Hefteintrag vom 18.06.2018


Infrarot und Ultraviolett


Aufgaben und Lösungen der ersten Schulaufgabe vom 15.12.2017


Zur Hausaufgabe auf Donnerstag, den 14.12.2017: Lisas Beschleunigung beträgt -2 m/s2    

Hausaufgabe auf 07.12.2017

Versuch: Fallender Magnet im Kupferrohr

Simulation Generator


Aufgaben 1. Ex      Lösungen 1. Ex

Übungsaufgabe zu geradlinige Bewegungen





Grundwissen 1 - ein paar Definitionen und Sätze:
Eine Bewegung, bei der die Geschwindigkeit immer gleich bleibt, heißt gleichförmige Bewegung.
Trägheitssatz: Ein Körper bleibt in Ruhe oder in gleichförmiger geradliniger Bewegung, solange sich alle auf ihn wirkenden Kräfte gegenseitig aufheben.
Wechselwirkungsgesetz: Wirken zwei Körper aufeinander ein, so wirkt auf jeden der Körper eine Kraft. Die Kräfte sind gleich groß und entgegengesetzt gerichtet: F1 = F2 .
Reibungskräfte sind immer so gerichtet, dass sie der Bewegung entgegenwirken und diese hemmen oder verhindern.
Ein Körper, der Eisen, Nickel, Kobalt und einige bestimmte Legierungen anzieht, heißt Magnet . Die Stoffe, die von einem Magneten angezogen werden, nennt man ferromagnetische Stoffe. Die Anziehungskraft eines Magneten ist am größten an seinen magnetischen Polen. Diese liegen bei einem Stabmagneten in der Nähe seiner Enden. Hängt man einen Magnetstab drehbar auf, so stellt er sich in eine bestimmte Richtung ein, nämlich ungefähr in die geographische Nord-Süd-Richtung. Dreht man ihn aus dieser Richtung heraus, so kehrt er schwingend stets wieder in die gleiche Lage zurück. Den nach Norden zeigenden Pol nennt man Nordpol, den nach Süden zeigenden Südpol. Darauf beruht die Möglichkeit, mit Magnetnadeln als Kompassnadeln die Nord-Süd-Richtung zu finden.
Um die Polarität eines Magneten gleich zu erkennen, ist häufig der Nordpol rot, der Südpol grün gekennzeichnet. Kleine drehbare Magnetnadeln dienen uns dazu, die magnetische Wirkung eines Magneten zu untersuchen. Nähert man dem Nordpol eines Magneten den Nordpol einer Magnetnadel, so stoßen sie einander ab. Dasselbe beobachtet man, wenn man zwei Südpole einander nähert. Dagegen ziehen ein Nordpol und ein Südpol einander an. Die Erde hat demnach in der Nähe des geografischen Nordpols einen magnetischen Südpol. (Erdmagnetfeld hat sich in den letzten fünf Millionen Jahren wiederholt umgepolt.)
Gleichnamig Pole stoßen einander ab, ungleichnamige ziehen einander an.
Jeder stromdurchflossene Leiter verursacht in seiner Umgebung eine magnetische Wirkung. Die magnetische Wirkung einer stromdurchflossenen Spule gleicht in ihrem Außenraum der eines Stabmagneten. Sie ist aber umpolbar sowie ein- und ausschaltbar. Die magnetische Wirkung einer stromdurchflossenen Spule wird durch das Einbringen eines Eisenkerns erheblich verstärkt (Elektromagnet).

Elektrische Kräfte wirken zwischen geladenen Körpern oder Teilchen. Ursache für diese Kräfte ist die elektrische Ladung. Gleichnamig geladene Körper stoßen einander ab. Ungleichnamig geladene Körper ziehen einander an.
Es werden verschiedene Formen der Energie unterschieden:
Höhenenergie, Spannenergie, kinetische Energie (= Bewegungsenergie), elektrische Energie, Lichtenergie, thermische Energie, chemische Energie und Kernenergie.
Höhenenergie, Spannenergie und kinetische Energie sind mechanische Energieformen.
Höhenenergie und Spannenergie sind potenzielle Energien.
Unter dem Begriff innere Energie fasst man alle Energieformen im Inneren eines Körpers zusammen. Dazu gehören thermische Energie (= kin. Energie der ungeordneten Teilchenbewegung; sie steigt mit der Temperatur), die chemische Energie und die Kernenergie.



Grundwissen 2 - physikalische Größen:
Physikalische Größe Formelzeichen Einheit
Spannung U 1 V (Volt)
Stromstärke I 1 A (Ampere)
Widerstand R 1 W = 1 V / A (Ohm)
Masse m 1 kg
Kraft F 1 N (Newton)
zurückgelegter Weg s 1 m (Meter)
benötigte Zeit t 1 s (Sekunde)
Geschwindigkeit v 1 m / s
Beschleunigung a 1 m / s2
Ortsfaktor g N / kg
Volumen V 1 cm3 (Kubikzentimeter)
Dichte r 1 g / cm3
Federhärte D 1 N / cm
Energie E 1 Nm = 1 J
Mechanische Arbeit W 1 Nm = 1 J
Leistung P 1 J/s = 1 W (Watt)
Drehmoment M 1 Nm    (die Einheit J wird beim Drehmoment nicht verwendet)
Wirkungsgrad 1
Temperatur T 1 K (Kelvin)
Wärme Q 1 J (Joule)
Ladung Q 1 As = 1 C (Coulomb)
Elementarladung e e = 1,6 .10-19 As

Grundwissen 3 - einige Formeln: Können muss man hier nur die grün hinterlegten Formeln!
Newtonsches Grundgesetz: F = m.a Gewichtskraft: FG = m.g
Federhärte: D = F / s Höhenenergie: Eh = m.g.h
Kinetische Energie: Ekin = 1/2.m.v2 Spannenergie: ESpann = 1/2.D.s2
Beschleunigung: a = v / t Ortsfaktor: g =9,8 N/kg = 9,8 m/s2= Fallbeschleunigung
Mechanische Arbeit: W = F.s = Kraft mal Weg Leistung: P = W / t = Arbeit durch Zeit
Wirkungsgrad: = Nutzarbeit durch aufgewandte Arbeit Auch: = ENutzen / EAufwand =
              = PNutzen / PAufwand
Drehmoment: M = F.l = Kraft mal Kraftarm
wobei der Kraftarm der Abstand des Drehpunktes
von der Wirkungslinie der Kraft ist.
Umrechnungen für die Temperatureinheiten Grad Celsius, Grad Fahrenheit und Kelvin:
F = 32 + 1,8C  und  C = (F-32)/1,8  und
K = 273 + C
1. Hauptsatz der Wärmelehre:
Die Änderung der inneren Energie eines Körpers oder eines Systems von Körpern ist gleich der Zufuhr oder der Abgabe von Wärme plus der verrichteten mechanischen Arbeit:
Ei = Q + W .
Dabei ist hier nicht eine Beschleunigungs-, Spann- oder Hubarbeit gemeint.
Bemerkung:
Es ist egal, ob man Temperaturunterschiede in °C oder in K angibt. Gibt man sie in Kelvin an, dann schreibt man T, gibt man sie in °C an, dann schreibt man Theta.
Ladung: Q = I . t Spannung: U = Eel / Q
Die im Stromkreis umgesetzte elektrische Energie:
Eel = U . Q = U . I . t
Elektrische Leistung: P = U . I
Widerstand: R = U / I Das ohmsche Gesetz: R = const ,    wenn T = const
Parallelschaltung von Widerständen:
U = U1 = U2 = U3 = ...
I = I1 + I2 + I3 + ...
1/R = 1/R1 + 1/R2 + 1/R3 + ...
Für zwei Widerstände gilt auch R = R1 .R2/( R1+R2)
Reihenschaltung von Widerständen:
U = U1 + U2 + U3 + ...
I = I1 = I2 = I3 = ...
R = R1 + R2 + R3 + ...