Mechanik - Grundlegende Bewegungsarten beschreiben und einfache Berechnungen dazu durchführen - G - Kompetenzraster Physik 10

Mechanik - Grundlegende Bewegungsarten beschreiben und einfache Berechnungen dazu durchführen - G - Kompetenzraster Physik 10

Grundlegende Bewegungsarten Gleichförmige Bewegung Gleichmäßig beschleunigte Bewegung Kreisbewegung Geschwindigkeit Beschleunigung

Einleitung

In diesem aiMOOC beschäftigen wir uns mit den grundlegenden Bewegungsarten und lernen, wie man einfache Berechnungen zu diesen Bewegungen durchführt. Bewegung ist ein fundamentales Konzept in der Physik, das beschreibt, wie sich Objekte im Raum über die Zeit hinweg verändern. Zu den grundlegenden Bewegungsarten zählen die gleichförmige Bewegung, die gleichmäßig beschleunigte Bewegung sowie Kreisbewegungen. Wir werden sehen, wie man die Geschwindigkeit, Beschleunigung und weitere wichtige Größen dieser Bewegungsarten berechnet. Bereite dich darauf vor, dein Wissen mit interaktiven Elementen, Quizfragen und praktischen Aufgaben zu vertiefen und anzuwenden.

Grundlegende Bewegungsarten

Gleichförmige Bewegung

Eine gleichförmige Bewegung liegt vor, wenn sich ein Objekt mit konstanter Geschwindigkeit bewegt, also weder beschleunigt noch verzögert. Dies bedeutet, dass das Objekt in gleichen Zeitabschnitten gleiche Wegstrecken zurücklegt.

1. Die Geschwindigkeit

v einer gleichförmigen Bewegung wird mit der Formel

v= t s ​berechnet, wobei

s die zurückgelegte Strecke und

t die dafür benötigte Zeit ist.

Gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung ändert sich die Geschwindigkeit des Objekts in jeder Sekunde um denselben Betrag. Ein klassisches Beispiel hierfür ist der freie Fall, bei dem die Beschleunigung durch die Erdanziehungskraft verursacht wird.

1. Die Beschleunigung: Recherchiere nach der Formel

​

Kreisbewegung

Die Kreisbewegung ist eine Bewegungsart, bei der ein Objekt einen kreisförmigen Pfad beschreibt. Dabei ist die Richtung der Geschwindigkeit ständig im Wandel, da sie immer tangential zum Kreis verläuft.

1. Die Winkelgeschwindigkeit

ω einer Kreisbewegung wird mit der Formel

ω= T 2π ​ berechnet, wobei

T die Umlaufdauer ist.

Interaktive Aufgaben

Quiz: Teste Dein Wissen

Was versteht man unter einer gleichförmigen Bewegung? (Ein Objekt bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit.) (!Ein Objekt beschleunigt gleichmäßig.) (!Ein Objekt bewegt sich in einem Kreis.) (!Ein Objekt verändert seine Richtung zufällig.)

Was beschreibt die Geschwindigkeit in der Physik? ((Die Änderung des Ortes über die Zeit)) (!Die Änderung der Zeit über den Ort)) (!Die Änderung der Beschleunigung über die Zeit)) (!Die Änderung des Winkels über die Zeit))

Wofür steht die Formel v= t * s ? ((Für die Berechnung der Geschwindigkeit bei gleichförmiger Bewegung)) (!Für die Berechnung der Beschleunigung)) (!Für die Berechnung der Winkelgeschwindigkeit)) (!Für die Berechnung der Zeit))

Was zeigt die Umlaufdauer T bei einer Kreisbewegung an? ((Die Zeit für einen vollständigen Umlauf)) (!Die Geschwindigkeit des Objekts)) (!Die Entfernung des Objekts vom Mittelpunkt)) (!Die Beschleunigung des Objekts))

Welches Beispiel passt zur gleichmäßig beschleunigten Bewegung? ((Freier Fall)) (!Fahrradfahren auf einer geraden Strecke)) (!Ein Auto, das mit konstanter Geschwindigkeit auf der Autobahn fährt)) (!Ein Planet, der sich um die Sonne dreht))

Was ist ein Merkmal einer Kreisbewegung? ((Die Geschwindigkeitsrichtung ändert sich kontinuierlich)) (!Die Geschwindigkeit ist immer null)) (!Die Beschleunigung ist immer konstant)) (!Das Objekt bewegt sich in einer geraden Linie))

Memory

Gleichförmige Bewegung	Konstante Geschwindigkeit
Gleichmäßig beschleunigte Bewegung	Beschleunigung konstant
Kreisbewegung	Richtungsänderung der Geschwindigkeit
Geschwindigkeit	Wegstrecke pro Zeit
Beschleunigung	Geschwindigkeitsänderung pro Zeit

Kreuzworträtsel

gleichfoermig	Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit
beschleunigung	Geschwindigkeitsänderung pro Zeit
kreis	Bewegungsart mit ständiger Richtungsänderung
geschwindigkeit	Wegstrecke pro Zeit
winkelgeschwindigkeit	Geschwindigkeit entlang eines Kreisumfangs
umlaufdauer	Zeit für einen kompletten Kreisumlauf
frei	Erster Teil des klassischen Beispiels für beschleunigte Bewegung
fall	Zweiter Teil des klassischen Beispiels für beschleunigte Bewegung

Lückentext

Vervollständige den Text.

Ein Objekt in bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit. Dies bedeutet, dass in gleichen Zeitabschnitten gleiche zurückgelegt werden. Bei einer ändert sich die Geschwindigkeit des Objekts gleichmäßig über die Zeit. Ein klassisches Beispiel hierfür ist der . Die ist charakterisiert durch eine kontinuierliche Änderung der Geschwindigkeitsrichtung.

Offene Aufgaben

Leicht

1. Zeichne und erkläre die Bahn eines Objekts bei einer gleichförmigen Bewegung.
2. Beschreibe eine Situation aus dem Alltag, die eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung darstellt.

Standard

1. Experiment: Untersuche die Beschleunigung eines rollenden Balls auf einer schiefen Ebene und dokumentiere deine Ergebnisse.
2. Führe ein kleines Experiment durch, um die Umlaufdauer eines Pendels zu messen und zu berechnen.

Schwer

1. Entwickle ein einfaches Modell zur Simulation einer Kreisbewegung mit einem Programm deiner Wahl.
2. Untersuche und berechne die Winkelgeschwindigkeit eines Karussells in einem Vergnügungspark.

Lernkontrolle

1. Erkläre den Unterschied zwischen gleichförmiger Bewegung und gleichmäßig beschleunigter Bewegung.
2. Berechne die Geschwindigkeit eines Autos, das 100 km in 2 Stunden zurücklegt.
3. Beschreibe, wie die Richtung der Geschwindigkeit bei einer Kreisbewegung definiert ist.
4. Berechne die Beschleunigung eines Objekts, das seine Geschwindigkeit von 0 auf 20 m/s in 4 Sekunden erhöht.
5. Erkläre, warum bei einer Kreisbewegung trotz konstanter Geschwindigkeit eine Beschleunigung auftritt.

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