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(→‎Gewichtskraft und Ortsfaktor)
 
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==Aufgaben zur Gravitation: Masse und Gewichtskraft==
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====Massenanziehung (Gravitation)====
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'''1) Massen messen'''
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==Praktikum: Messen der Leistung==
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<br>Im Unterricht haben wir die Masse einer Tafel Schokolade gemessen.
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====Material====
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<br>'''a)''' Beschreibe mit Text und Bild wie wir das gemacht haben.
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[[Datei:Praktikum Leistung.jpg|thumb|right|300px]]
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<br>Mein Fahrrad hat eine Masse von ca. 12 Kilogramm. Aber: Was ist eigentlich "ein Kilogramm"?
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* 1 Steckbrett mit ca. 10 Verbindungssteckern
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<br>'''b)''' Erkläre wie festgelegt worden ist, was "ein Kilogramm" ist.
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* 1 Flachbatterie 4,5V
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* 2 Kabel mit 2 Klemmen
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* 2 Lämpchen mit Fassungen
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* 2 Multimeter mit je 2 Kabeln
  
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'''2) Gravitation'''
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====Arbeitsauftrag====
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<br>Wir erleben ständig, dass Dinge zu Boden fallen oder zum Boden hin gezogen werden.
+
*Messt in den verschiedenen Schaltungen wieviel Watt Leistung (P) (oder Energiestromstärke) die Batterie und die Lämpchen haben.
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<br>'''a)''' Wie kann man dieses Phänomen erklären?
+
#Dazu sollt ihr in allen Stromkreisen die verschiedenen Potentiale messen und farbig in die Schaltpläne einzeichnen. Der Minuspol der Batterie soll die Erde sein, also auf 0 Volt liegen. Aus den Potentialen könnt ihr die Spannung U (Potentialunterschied) in Volt an den Bauteilen berechnen.
−
<br>'''b)''' Nenne noch weitere Gegenstände, die von der Gravitation zusammengezogen werden.
+
#Dann müßt ihr die Stromstärken an allen Bauteilen messen und in den Schaltplan eintragen.
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#Aus Spannung und Stromstärke könnt ihr die Leistung der Bauteile berechnen.
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#Versucht die Versuchsergebnisse logisch zu erklären und schreibt eure Begründung auf.
  
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'''3) Ebbe und Flut'''
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====Schaltungen====
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<br>An der Nordsee kann man regelmäßig sehen, wie die Wasserhöhe sich ändert.  
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:[[Datei:Praktikum_Leistungsmessung_Schaltpläne.png|600px]]
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<br>'''a)''' Wie oft am Tag gibt es Ebbe und wie oft Flut?
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<br>'''b)''' Erkläre mit einer Zeichnung und einem Text wie Ebbe und Flut entstehen.
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<br>'''c)''' Warum sind Ebbe und Flut an der Nordsee viel stärker als an der Ostsee?
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'''4) auf dem Mond I'''
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:'''a)''' Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen.
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<br>'''a)''' Auf dem Mond "fühlt sich alles leichter an". Welche der Aussagen beschreibt das korrekt? Begründe.
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#"Auf dem Mond haben alle Gegenstände eine kleinere Masse."
+
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#"Auf dem Mond haben alle Gegenstände eine kleinere Gewichtskraft."
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#"Auf dem Mond werden die Gegenstände nicht so stark angezogen."
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'''b)''' Wie kann man es erklären, dass auf dem Mond ein Gegenstand mit einer geringeren Gewichtskraft angezogen wird, als auf der Erde?
+
  
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====Gewichtskraft und Ortsfaktor====
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              | Batterie | Lämpchen |
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'''5) Gewichtskraft berechnen'''
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Spannung U    |          |          |
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<br>Gib an mit welcher Gewichtskraft werden diese Gegenstände zur Erde gezogen werden.
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              |          |          |
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'''a)''' eine Tafel Schokolade '''b)''' ein Kilogramm Mehl '''c)''' 350 g Zucker '''d)''' du selbst!
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Stromstärke I |          |          |
 +
              |          |          |
 +
Leistung P    |          |          |
 +
              |          |          |
  
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'''6) ein Schulranzen'''
+
:'''b)''' Zwei Lämpchen parallel geschaltet.
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<br>Ein Schulranzen wird mit einer Kraft von 36N zur Erde gezogen.
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:Berechne die Masse des Ranzens.
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'''7) auf dem Mond II'''
+
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<br>Auf den Mond hat man verschiedene Gegenstände von der Erde mitgenommen. Bereits auf der Erde hat man die Massen dieser Gegenstände mit einer Balkenwaage bestimmt. Mit einem Federkraftmesser messen die Astronauten nun auf dem Mond, wie stark die Gegenstände vom Mond angezogen werden.
+
−
<br>'''a)''' Erkläre warum die Astronauten die Massen der Gegenstände auf dem Mond nicht noch einmal messen müssen.
+
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<br>'''b)''' Trage die Messergebnisse in ein Koordinatensystem ein. Falls du schon ein Koordinatensystem mit Messwerten auf der Erde hast, dann trage sie dort ein! (x-Achse: Masse <math>m</math> in <math>\rm kg</math> , y-Achse: Gewichtskraft <math>F_G</math>  in <math>\rm N</math>.)
+
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<br>'''c)''' Ergänze in der Tabelle jeweils den Quotienten von Gewichtskraft <math>F_G</math> und Masse (in <math>\rm \frac{N}{kg}</math> ). Was stellst du fest?
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<br>'''d)''' Wie groß ist der Ortsfaktor auf dem Mond? Stelle eine Formel für die Gewichtskraft eines Gegenstandes auf dem Mond auf.
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<br>'''e)''' Berechne die Gewichtskraft der Gegenstände von Aufgabe 1) auf dem Mond.
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{|class="wikitable" style="text-align: center"
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!style="width: 20%; border-style: solid; border-width: 4px "|
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Gegenstand
+
−
 
+
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!style="width: 20%; border-style: solid; border-width: 4px "|
+
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Masse <math>m</math> (in <math>\rm kg</math> )
+
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+
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!valign="top"; style="width: 25%; border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
Gewichtskraft <math>F_G</math>  (in <math>\rm N</math> )
+
−
 
+
−
!valign="top"; style="width: 33%; border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
Gewichtskraft pro Masse <math>\frac{F_G}{m}</math> (in <math>\rm \frac{N}{kg}</math> )
+
−
 
+
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|-
+
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
Stift
+
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
0,030
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
0,048
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
 
+
−
|-
+
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
Hammer
+
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
0,250
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
0,4
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
 
+
−
|-
+
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
Handschuh
+
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
0,150
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
0,24
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
|-
+
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
Apfel
+
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
0,100
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
0,16
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
|-
+
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
Telefon
+
−
|style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
0,240
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
0,39
+
−
|valign="top"; style="border-style: solid; border-width: 4px "|
+
−
|}
+
  
−
'''8) Unsere Planeten'''
+
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
−
<br>Auf den Planeten unseres Sonnensystems gibt es gibt es unterschiedliche Ortsfaktoren.
+
Spannung U    |          |            |            |
−
[[Datei:Gravitation Planeten im Vergleich.png|thumb|350px]]
+
              |          |            |            |
 +
Stromstärke I |          |            |            |
 +
              |          |            |            |
 +
Leistung P    |          |            |            |
 +
              |          |            |           |
  
−
<math> \begin{align}     
+
:'''c)''' Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet.
−
&\textrm{Merkur} &g=3{,}7\,\rm\frac{N}{kg}  &\qquad\textit{M}\textrm{ein}\\
+
−
&\textrm{Venus}  &g=8{,}87\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{V}\textrm{ater}\\
+
−
&\textrm{Erde}  &g=9{,}81\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{E}\textrm{rklärt}\\
+
−
&\textrm{Mars}  &g=3{,}69\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{M}\textrm{ir}\\
+
−
&\textrm{Jupiter}&g=24{,}8\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{J}\textrm{eden}\\
+
−
&\textrm{Saturn} &g=10{,}4\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{S}\textrm{onntag}\\
+
−
&\textrm{Uranus} &g=8{,}9\,\rm\frac{N}{kg}  &\qquad\textit{U}\textrm{nsere}\\
+
−
&\textrm{Neptun} &g=11{,}2\,\rm\frac{N}{kg} &\qquad\textit{N}\textrm{achbarplaneten}\\
+
−
\end{align} </math>
+
  
−
'''a)''' Erkläre warum die Ortsfaktoren der Planeten so unterschiedlich sind.
+
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
−
<br>'''b)''' Berechne für alle Planeten die Gewichtskraft, mit der du dort angezogen wirst.
+
Spannung U    |          |            |            |
 +
              |          |            |            |
 +
Stromstärke I |          |            |            |
 +
              |          |            |            |
 +
Leistung P    |          |            |            |
 +
              |          |            |            |

Aktuelle Version vom 22. Juli 2026, 10:39 Uhr

Praktikum: Messen der Leistung

Material

Praktikum Leistung.jpg
  • 1 Steckbrett mit ca. 10 Verbindungssteckern
  • 1 Flachbatterie 4,5V
  • 2 Kabel mit 2 Klemmen
  • 2 Lämpchen mit Fassungen
  • 2 Multimeter mit je 2 Kabeln

Arbeitsauftrag

  • Messt in den verschiedenen Schaltungen wieviel Watt Leistung (P) (oder Energiestromstärke) die Batterie und die Lämpchen haben.
  1. Dazu sollt ihr in allen Stromkreisen die verschiedenen Potentiale messen und farbig in die Schaltpläne einzeichnen. Der Minuspol der Batterie soll die Erde sein, also auf 0 Volt liegen. Aus den Potentialen könnt ihr die Spannung U (Potentialunterschied) in Volt an den Bauteilen berechnen.
  2. Dann müßt ihr die Stromstärken an allen Bauteilen messen und in den Schaltplan eintragen.
  3. Aus Spannung und Stromstärke könnt ihr die Leistung der Bauteile berechnen.
  4. Versucht die Versuchsergebnisse logisch zu erklären und schreibt eure Begründung auf.

Schaltungen

Praktikum Leistungsmessung Schaltpläne.png
a) Ein Lämpchen an der Batterie angeschlossen. 
              | Batterie | Lämpchen |
Spannung U    |          |          |
              |          |          |
Stromstärke I |          |          |
              |          |          |
Leistung P    |          |          |
              |          |          |
b) Zwei Lämpchen parallel geschaltet. 
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
Spannung U    |          |            |            |
              |          |            |            |
Stromstärke I |          |            |            |
              |          |            |            |
Leistung P    |          |            |            |
              |          |            |            |
c) Zwei Lämpchen in Reihe geschaltet. 
              | Batterie | Lämpchen 1 | Lämpchen 2 |
Spannung U    |          |            |            |
              |          |            |            |
Stromstärke I |          |            |            |
              |          |            |            |
Leistung P    |          |            |            |
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