Mechanik Kapitel 10

Questions and Answers

Was beschreibt die Translation in der Physik?

Eine Bewegung mit variabler Geschwindigkeit.

Eine Bewegung, die nur durch äußere Kräfte verursacht wird.

Eine gleichförmige und geradlinige Bewegung in eine Richtung. (correct)

Eine kreisförmige Bewegung um ein Zentrum.

Wie wird der Impuls mathematisch definiert?

Masse multipliziert mit der Energie.

Masse multipliziert mit der Beschleunigung.

Masse multipliziert mit der Geschwindigkeit. (correct)

Masse multipliziert mit der Zeit.

Welche Größe gehört nicht zu den Grundgrößen der Mechanik?

Masse

Zeit

Energie (correct)

Länge

Welche Formel beschreibt die kinetische Energie?

$E_K = \frac{m*v²}{2}$ Signup and view all the answers

Was beschreibt das 2.Newtonsches Axiom?

Die Kraft ist das Produkt aus Masse und Beschleunigung. Signup and view all the answers

Was beschreibt die Gleichung $v(t) = a * t + v_0$?

Die Geschwindigkeit zum Zeitpunkt t einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung. Signup and view all the answers

Welches Beispiel veranschaulicht das 1.Newtonsches Axiom am besten?

Eine Kugel im Weltraum bewegt sich ohne äußere Einflüsse. Signup and view all the answers

Welche Einheit wird für die Beschleunigung in der Physik verwendet?

m/s² Signup and view all the answers

Was besagt das 3.Newtonsches Axiom?

Kraft und Gegenkraft sind gleich groß und entgegengesetzt. Signup and view all the answers

Was ist die Einheit der potentiellen Energie gemäß der gegebenen Formel?

N*m Signup and view all the answers

Wann wird von translationaler Bewegung gesprochen?

Wenn ein Körper sich gleichförmig in eine Richtung bewegt. Signup and view all the answers

Was beschreibt die vektorielle Addition von Kräften laut dem 4.Newtonschen Axiom?

Kräfte addieren sich unabhängig von ihrer Richtung. Signup and view all the answers

Eine wichtige Erhaltungsgleichung in der Mechanik ist die der Energie. Was bleibt konstant?

Die Gesamtenergie eines Systems bleibt konstant. Signup and view all the answers

Wie wird die Strecke s(t) bei gleichmäßig beschleunigter Bewegung mathematisch ausgedrückt?

$s(t) = \frac{1}{2} * a * t^2 + v_0 * t$ Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über Masse und Schwere ist korrekt?

Die Masse bleibt konstant, die Schwere variiert je nach Ort. Signup and view all the answers

Welches der folgenden Konzepte beschreibt die konstante Summe aller Impulse in einem geschlossenen System?

Die Vektor-Summe aller Impulse bleibt konstant. Signup and view all the answers

Wie lautet die Formel für die Bahngeschwindigkeit in Bezug auf Winkelgeschwindigkeit und Radius?

$v = w * r$ Signup and view all the answers

Was passiert mit der Geschwindigkeit, wenn der Radius eines sich drehenden Körpers halbiert wird und der Drehimpuls konstant bleiben muss?

Die Geschwindigkeit verdoppelt sich. Signup and view all the answers

Welches der folgenden Konzepte beschreibt, wie sehr ein Körper in Drehung bleiben möchte?

Trägheitsmoment Signup and view all the answers

Was ist der Zusammenhang zwischen Umlaufzeit, Geschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit?

$T = \frac{2\pi * r}{v}$ Signup and view all the answers

Welche Kräfte wirken auf einen Körper, der sich entlang einer Kreisbahn bewegt?

Zentripetalkraft und Zentrifugalkraft Signup and view all the answers

Wie lautet die Formel für die kinetische Energie in Rotation?

$E_{Rot} = \frac{J * v^2}{2}$ Signup and view all the answers

Was beschreibt die Beschleunigung eines Körpers, der sich in einer Kreisbewegung befindet?

Zentripetalbeschleunigung Signup and view all the answers

Was bleibt konstant, wenn ein Drehsessel sich dreht und die Beine betrachtet werden?

Der Drehimpuls Signup and view all the answers

Unter welcher Bedingung schwimmt ein Körper in einer Flüssigkeit?

Die Dichte der Flüssigkeit ist größer als die Dichte des Körpers. Signup and view all the answers

Was beschreibt das Gesetz von Bernoulli in Bezug auf reibungsfreie Strömungen?

Es stellt die Beziehung zwischen statischem Druck, Schweredruck und dynamischem Druck dar. Signup and view all the answers

Welche Aussage trifft zu, wenn die Strömungsgeschwindigkeit in einer Rohrleitung zunimmt?

Der statische Druck muss sinken, wenn die Geschwindigkeit steigt. Signup and view all the answers

Welches Verhältnis beschreibt die Bedingung für ein schwebendes Objekt in einer Flüssigkeit?

Die Dichte der Flüssigkeit ist gleich der Dichte des Körpers. Signup and view all the answers

Was ist eine Konsequenz der Umformulierung des Energieerhaltungssatzes im Gesetz von Bernoulli?

Die Gesamtenergie in einer idealen Strömung bleibt konstant. Signup and view all the answers

Was beschreibt die Zentripetalkraft?

Das Produkt aus der Masse und der Zentripetalbeschleunigung. Signup and view all the answers

Wie wird die Gravitationskraft zwischen zwei Massen berechnet?

Durch das Produkt der Massen multipliziert mit der Gravitationskonstante und geteilt durch den Quadrat der Entfernung. Signup and view all the answers

Welche Aussage über die Reibung ist korrekt?

Die Haftreibung muss überwunden werden, um Bewegungen zu initiieren. Signup and view all the answers

Welcher Zusammenhang beschreibt die Dichte eines Materials?

Die Masse geteilt durch das Volumen. Signup and view all the answers

Wie wird der Auftrieb eines Körpers in einer Flüssigkeit berechnet?

Durch das Produkt der Erdbeschleunigung, der Dichte der Flüssigkeit und des verdrängten Volumens. Signup and view all the answers

Was ist der Koeffizient der Haftreibung?

Er ist dimensionslos und materialabhängig. Signup and view all the answers

Welche der folgenden Aussagen über die Zentripetalbeschleunigung ist falsch?

Sie kann als Quotient der Geschwindigkeit und des Radius beschrieben werden. Signup and view all the answers

Wie wirkt sich die Verdoppelung der Entfernung zwischen zwei Massen auf die Gravitationskraft aus?

Die Gravitationskraft verringert sich auf ein Viertel. Signup and view all the answers

Study Notes

Mechanik

Disziplin, die sich mit der Bewegung von Körpern und den wirkenden Kräften beschäftigt.

Grundgrößen der Mechanik

Grundgrößen: Masse, Zeit, Länge.
Länge: Meter (m)
Zeit: Sekunde (s)
Masse: Kilogramm (kg)
Masse und Schwere sind nicht gleich; gleiche Masse hat andere Schwere auf diversen Himmelskörpern.

Grundgesetze der Mechanik

1. Newtonsches Axiom (Trägheitsgesetz): Ein Körper bleibt in Bewegung, solange keine äußeren Kräfte wirken.
2. Newtonsches Axiom: Kraft (F) ist Masse (m) mal Beschleunigung (a), also F = m * a.
3. Newtonsches Axiom: Jede Kraft hat eine gleich große, entgegengesetzte Gegenkraft.
4. Newtonsches Axiom: Kräfte, die auf einen Punkt wirken, addieren sich vektoriell.

Erhaltungssätze der Mechanik

Gesamtenergie eines Systems bleibt konstant.
Impuls und Drehimpuls bleiben ebenfalls konstant.

Translation

Gleichförmige, geradlinige Bewegung in eine Richtung.
Impuls = Masse * Geschwindigkeit.
Kinetische Energie (EKin): ( E_{Kin} = \frac{m*v^2}{2} )
Potentielle Energie (EPot): ( E_{Pot} = m * g * h )

Geschwindigkeit und Beschleunigung

Geschwindigkeit: ( v(t) = \frac{s}{t} )
Beschleunigung: ( a = \frac{m}{s} )

Rotation

Kreisförmige Bewegung um ein Zentrum.
Bahngeschwindigkeit: ( v = w * r ) (w = Winkelgeschwindigkeit, r = Radius).
Drehimpuls (L): ( L = mrv ) bleibt konstant.
Rotationsenergie (ERot): ( E_{Rot} = \frac{J*v^2}{2} )

Zentripetalkraft und Zentripetalbeschleunigung

Zentripetalkraft: ( F_Z = m * a_Z = \frac{m*v^2}{r} )

Arbeit, Energie, Impuls, Leistung

Diese Themen sind eng miteinander verbunden und werden im Kontext von Arbeit und Wärme behandelt.

Gravitation

Anziehungskraft zwischen zwei Massen: ( F_G = G * \frac{m_1 * m_2}{r^2} )
Gravitationskonstante: ( G = 6,7 * 10^{-11} , \text{[m}^3/(\text{kg}*\text{s}^2)] )

Reibung

Unterschied zwischen Haft- und Gleitreibung.
Gleitreibung: ( F_Gleit = \mu_{Gleit} * F_N )
Haftreibung: ( F_Haft = \mu_{Haft} * F_N )

Dichte

Dichte (ρ): ( \rho = \frac{m}{V} )
ρ = Dichte [kg/m³], m = Masse [kg], V = Volumen [m³].

Auftrieb

Auftriebskraft: ( F_A = g * \phi_{Flü} * V_{Verdrängt} )
3 Varianten im Wasser:
- Körper schwimmt: ( \phi_{Flü} > \phi_{Körper} )
- Körper schwebt: ( \phi_{Flü} \approx \phi_{Körper} )
- Körper geht unter: ( \phi_{Flü} < \phi_{Körper} )

Gesetz von Bernoulli

Statische, Schweredruck- und dynamische Druck müssen konstant sein.
Formel: ( p_{stat} + p_{Schwere} + p_{dyn} = \text{konstant} )
Beispiel: In einer Rohrleitung steigt die Strömungsgeschwindigkeit bei kleinerem Radius, was den statischen Druck senkt.

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Description

In diesem Quiz geht es um die Mechanik und ihre Grundgrößen: Masse, Zeit und Länge. Du wirst Fragen zu den grundlegenden Konzepten und Messverfahren der Mechanik beantworten. Teste dein Wissen über die Prinzipien, die die Bewegung von Körpern bestimmen!