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zu den Fragen und Aufgaben zur Mechanik VII


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1. Was verstehst du unter einem physikalischen Körper?
  Ausführliche Lösung
  Man spricht dann von einem physikalischem Körper, wenn man ein Stück abgegrenzten Stoff vor sich hat.
Beispiele: Stein, Tisch, Luftballon...

2. Was bedeutet der physikalische Begriff Volumen?
  Ausführliche Lösung
  Den Raum, den ein Körper einnimmt, bezeichnen wir als sein Volumen.

3. Wie berechnet man das Volumen eines Quaders?
Fertige eine Skizze an und berechne das Volumen, wenn der Quader 0,4 m lang, 0,25 m breit und 0,15 m hoch ist.
Das Ergebnis soll in Kubikmeter angegeben werden.
  Ausführliche Lösung
  03_des_l
  03_l
Der Quader hat ein Volumen von 0,015 m3.

4. Wodurch wird eine physikalische Größe vollständig beschrieben?
  Ausführliche Lösung
  Eine physikalische Größe ist nur dann vollständig dargestellt, wenn sowohl ihr Zahlenwert, als auch ihre Einheit angegeben sind.

5. Welches ist die Grundeinheit des Volumens?
  Ausführliche Lösung
  Die Grundeinheit des Volumens ist der Kubikmeter m3.
Kleinere Einheiten sind z.B. Kubikdezimeter dm3, Kubikzentimeter cm3, Kubikmillimeter mm3.
Als größere Einheit verwendet man in den meisten Fällen Kubikkilometer km3.

6. Wie bestimmt man das Volumen unregelmäßiger Körper?
  Ausführliche Lösung
  Mit der Überlaufmethode.
Ein Gefäß wird randvoll mit Wasser gefüllt. Man taucht den unregelmäßigen Körper vollständig ins Wasser. Dieser verdrängt genau so viel Wasser wie seinem Volumen entspricht. Die verdrängte Wassermenge läuft über und wird mit einem Messbecher gemessen.
Dieser zeigt das Volumen z. B. in cm3 an.

7. Wie misst man das Volumen von Flüssigkeiten?
  Ausführliche Lösung
  Das Volumen von Flüssigkeiten ermittelt man direkt mit Messzylindern. Diese sind auf cm3, auf Liter (L) oder Milliliter (ml) geeicht. Der Rauminhalt von einem Liter entspricht 1 dm3. Der Rauminhalt von 1 ml entspricht 1 cm3.

8. Wie misst man das Volumen von Gasen?
  Ausführliche Lösung
  Das Volumen von Gasen kann durch Verdrängung von Wasser bestimmt werden. Die Luft verdrängt genau so viel Wasser, wie ihrem Volumen entspricht.

9. Ein leerstehendes Zimmer ist 6 m lang, 4 m breit und 2,5 m hoch.
Wie groß ist sein Volumen in Kubikmeter?
Wie viel Liter Luft befinden sich in diesem Raum?
  Ausführliche Lösung
  09_l
Das Raumvolumen beträgt 60 m3.
In dem Raum befinden sich 60 000 Liter Luft.

10. Warum kann das Ergebnis einer Messung nicht allein durch eine Zahl angegeben werden?
  Ausführliche Lösung
  Eine physikalische Größe ist nur dann vollständig dargestellt, wenn sowohl ihr Zahlenwert, als auch ihre Einheit angegeben sind. Die Zahl allein reicht nicht.
Die Aussage "Das Gefäß hat einen Rauminhalt von 25" ist nicht eindeutig.
Sind es 25 m3 oder 25 dm3?

11. Wie sind die Teilchen in Festkörpern angeordnet?
  Ausführliche Lösung
  In Festkörpern haben die Teilchen bestimmte Plätze und halten sich darauf gegenseitig fest. Ein Nagel lässt sich nur mühsam verformen oder zerspanen.

12. Wie sind die Teilchen in Flüssigkeiten angeordnet?
  Ausführliche Lösung
  In Flüssigkeiten können die Teilchen leicht gegeneinander verschoben werden. Wasser lässt sich sehr leicht umrühren.

13. Wie sind die Teilchen in Gasen angeordnet?
  Ausführliche Lösung
  In Gasen sind die Teilchen voneinander unabhängig und bewegen sich sehr schnell. Der Geruch einer Stinkbombe verteilt sich sehr schnell im ganzen Raum.

14. Können Kräfte einen Körper verformen oder seinen Bewegungszustand ändern?
  Ausführliche Lösung
  Kräfte können einen Körper verformen oder seinen Bewegungszustand ändern. Ein Stück Knetmasse kann mit einem geringen Kraftaufwand verformt werden. Wirft man die Knetmasse gegen die Tafel, so verändert die Kraft des Armes deren Bewegungszustand.

15. Durch welche drei Merkmale wird eine Kraft eindeutig beschrieben?
  Ausführliche Lösung
  Kräfte sind gekennzeichnet durch Größe, Richtung und Angriffspunkt. Durch diese drei Merkmale wird eine Kraft eindeutig beschrieben.

16. Was verstehst du unter Gewichtskraft?
  Ausführliche Lösung
  Die Gewichtskraft ist die Kraft, mit der ein Körper von der Erde angezogen wird. Man sagt auch Gewicht dazu. Die Gewichtskraft ist vom Ort abhängig. Auf dem Mond ist sie für eine bestimmte Masse geringer als auf der Erde.

17. Was verstehst du unter Gravitation?
  Ausführliche Lösung
  Mit Gravitation bezeichnet man die Eigenschaft von Massen, sich gegenseitig anzuziehen. Die Anziehungskraft ist von der Größe der Massen und von deren Abstand voneinander abhängig. Die Anziehungskraft nimmt quadratisch mit dem Abstand ab.

18. Ziehen sich alle Körper gegenseitig an?
  Ausführliche Lösung
  Ja, alle Körper ziehen sich gegenseitig an. Diese Eigenschaft heißt Gravitation. Die Gravitationskräfte hängen von Größe und Massigkeit der Körper und von der Entfernung der Körper voneinander ab. Die Gravitationskraft auf der Erdoberfläche nennt man Gewichtskraft.

19. Die Erde zieht den Mond an, der Mond zieht die Erde an.
Warum fällt der Mond nicht auf die Erde?
  Ausführliche Lösung
  Der Mond fällt deshalb nicht auf die Erde, weil der Mond die Erde umkreist und durch die Fliehkraft die Anziehungskraft ausgleicht.

20. Wo ist ein Elefant schwerer? Auf der Erde oder auf dem Mond?
  Ausführliche Lösung
  Der Elefant ist auf der Erde schwerer als auf dem Mond, weil auf der Erde eine größere Gravitationskraft herrscht als auf dem Mond. Die Masse des Elefanten ist auf der Erde genau so groß wie auf dem Mond.