08 Drehbewegungen

Definitionen, Trägheitsmoment, Drehimpuls, Weltbilder, Newtonsches Gravitationsgesetz

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Kartei Details

Karten	24
Lernende	25
Sprache	Deutsch
Kategorie	Physik
Stufe	Mittelschule
Erstellt / Aktualisiert	12.11.2013 / 02.12.2023
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Bei freier Wahl der Drehachse sucht sich der Körper jene durch den Schwerpunkt mit...

minimalem Trägheitsmoment

maximalem Trägheitsmoment

maximaler Länge

minimaler Länge

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

minimalem Trägheitsmoment

maximalem Trägheitsmoment

maximaler Länge

minimaler Länge

Die erste kosmische Geschwindigkeit ist die Geschwindigkeit die benötigt wird um...

einen Körper aus dem Gravitationsfeld der Erde zu entfernen

einen Körper in Bewegung zu setzen

einen Körper auf einer Kreisbahn um die Erde zu halten

einen Körper in der Schwerelosigkeit zu bewegen

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

einen Körper aus dem Gravitationsfeld der Erde zu entfernen

einen Körper in Bewegung zu setzen

einen Körper auf einer Kreisbahn um die Erde zu halten

einen Körper in der Schwerelosigkeit zu bewegen

Welche Aussagen über das Massenträgheitsmoment stimmen?

Das Trägheitsmoment hängt wesentlich von der Umgebungstemperatur ab.

Bei freier Wahl sucht sich der Körper jene Drehachse durch den Schwerpunkt mit maximalen Trägheitsmoment aus.

Das Trägheitsmoment hängt vom Körper und der Drehachse ab.

Bei freier Wahl sucht sich der Körper jene Drehachse durch den Schwerpunkt mit minimalen Trägheitsmoment aus.

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Das Trägheitsmoment hängt wesentlich von der Umgebungstemperatur ab.

Bei freier Wahl sucht sich der Körper jene Drehachse durch den Schwerpunkt mit maximalen Trägheitsmoment aus.

Das Trägheitsmoment hängt vom Körper und der Drehachse ab.

Bei freier Wahl sucht sich der Körper jene Drehachse durch den Schwerpunkt mit minimalen Trägheitsmoment aus.

Wie beschreibt das heliozentrische oder kopernikanische Weltbild das Universum?

Sonne steht im Mittelpunkt

Erde steht im Mittelpunkt

Erde rotiert einmal am Tag um Ihre eigene Achse

Bewegung der Planeten um die Sonne erfolgt auf Kreisbahnen

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Sonne steht im Mittelpunkt

Erde steht im Mittelpunkt

Erde rotiert einmal am Tag um Ihre eigene Achse

Bewegung der Planeten um die Sonne erfolgt auf Kreisbahnen

Wie heißt der Punkt einer Planeten- oder Kometenumlaufbahn, der der Sonne

a) am nächsten ist ?

b) am entferntesten ist ?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

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a) Perihel

b) Aphel

Wie lautet das Newton´sche Gravitationsgesetz?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

\(F_G = G \cdot \frac{m \cdot M}{r^2}\)

\(G=6,67 \cdot 10^{-11} \frac{m^3}{kg \cdot s^2}\) ... Gravitationskonstante

Wie lautet das dritte Keplergesetz?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Die Quadrate der Umlaufzeiten zweier Planeten verhalten sich wie die dritten Potenzen (Kuben) der großen Bahnhalbachsen.

Wie lautet das erste Keplergesetz?

Tastatur-Befehle:

= drehen,

= vor-/rückwärts,

= scrollen

Die Plantenten bewegen sich auf elliptischen Bahnen, in deren einem gemeinschamen Brennpunkt die Sonne steht.

Wie lautet das zweite Keplergesetz?

Der von der Sonne zu einem Planeten gezogene Leitstrahl überstreicht in gleichen Zeiten gleiche Flächen (Flächensatz).

Dh je näher der Planet an der Sone ist, umso schneller bewegt er sich.

Wie lautet der Drehimpulserhaltungssatz ?

Die Summe aller Drehimpulse in einem abgeschlossenen System ist konstant.

Bild 1: Drehimpulserhaltung vektoriell

Bild 2: Drehimpulserhaltung dem Betrage nach

Wie lautet die Formel für den Drehimpuls?

\(\vec {L} = I \cdot \vec {\omega}\)

\([\vec {L}] = 1\frac{kg \cdot m^2}{s}\)

\(Bemerkung: \)

\(I...Massenträgheitsmoment\)

\(\omega...Winkelgeschwindigkeit\)

Wie lautet die Formel für die Rotationsenergie ?

\(E_{rot} = \frac{I \cdot \omega^2}{2} \)

\([E_{rot}] =1J\)

\(Bem.: I = Massenträgheitsmoment\)

\( \omega = Winkelgeschwindigkeit\)

Wovon hängt das Massenträgheitsmoment ab?

von der Massenverteilung relativ zur Drehachse

von der Drehachse relativ zum Radius

von dem Radius relativ zur Massenverteilung

von der Massenverteilung relativ zur Drehachse

von der Drehachse relativ zum Radius

von dem Radius relativ zur Massenverteilung

Warum ist ein geostationärer Satellit, der über keinen eigenen Antrieb verfügt, über Paris nicht möglich?

Damit der Satellit auf der Kreisbahn gehalten werden kann, muss eine Zentripetalkraft wirken. Die einzige Kraft, die hier wirkt, ist die Gravitationskraft. Lediglich am Äquator ist ein geostationärer Satellit möglich. Nur in diesem Fall wirkt die Gravitationskraft in Richtung Kreismittelpunkt der Kreisbahn.

Warum ist der Voll-Zylinder schneller unten als der Hohl-Zylinder, obwohl beide die selbe Masse haben?

\(E_{pot}=E_{kin}+E_{rot}\) \(| \ E_{rot}={I\cdot \omega² \over 2}\)

weil \(I_{Hohlzylinder} > I_{Vollzylinder}\)

\(\Rightarrow \) \(E_{rot, Hohlzylinder} > E_{rot, Vollzylinder}\)

\(\Rightarrow \)\(E_{kin, Hohlzylinder} < E_{kin, Vollzylinder}\)

Dh der Vollzylinder bekommt die größere Geschwindigkeit und ist dadurch schneller am Ziel.

Wie lautet der physikalische Ansatz zur Berechnung der Masse der Erde?

Phy. Ansatz:
Die Gewichtskraft auf der Erdoberfläche = newtonsche Gravitationskraft

\(F_G = F_G\)
\(m \cdot g = G \cdot{ m \cdot M \over r^2}\)

\(\Rightarrow\) \(M = {g \cdot r^2 \over G}\)

m...Masse des Körpers
M...Masse der Erde
r...Abstand der beiden Massenmittelpunkte (Erdradius)

Welcher Wissenschaftler sagte als erster, dass sich die Planeten NICHT auf exakten Kreisbahnen um die Sonne drehen?

Aristoteles

Nikolaus Kopernikus

Galileo Galilei

Johannes Kepler

Aristoteles

Nikolaus Kopernikus

Galileo Galilei

Johannes Kepler

Die erste kosmische Geschwindigkeit beträgt 7,9 \({km \over s}\). Wie ist sie definiert.

Das ist die Geschwindigkeit, die ein Körper an der Erdoberfläche haben muss, um auf einer Kreisbahn um die Erde zu fallen.

Wie lautet der physikalische Ansatz zur Berechnung der Höhe, in der sich ein Space Shuttle um die Erde bewegt?

Ansatz: Space Shuttle bewegt sich auf einer Kreisbahn um die Erde, die dafür benötigte Zentripetalkraft wird durch die Gravitationskraft erzeugt.

\(F_z=F_G \)

\(m⋅r⋅w^2 ={ G⋅{m⋅M\over r^2}} \)

\(h= r-r_e\)

m... Masse Space Shuttle

M... Masse der Erde

r... Abstand der Massenmittelpunkte

G...Gravitationskonstante

\(r_e\)... Radius der Erde

Stelle Translation und Rotation gegenüber.

Geradlinige Bewegung gegenüber der Drehbewegung.

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