TEKO - Physik - 2. Semester - 2. Prüfung (Kräfte am Hang, Drehmoment, Hebelgesetz, Bewegung, Wurf ..)

Der Ort ist nicht der Abstand oder der zurückgelegte Weg, sondern ist eine Koordinate.

Die Bewegung sagt, was ist der Ort zu welcher Zeit.

Führt ein Körper antriebslos eine andere Bewegung als der freie Fall im Gravitationsfeld der Erde durch, so spricht man von einer Wurfbewegung

1. Der senkrechte Wurf
2. Der waagrechte Wurf
3. Der schiefe Wurf

Der senkrechte Wurf startet 90° zur Horizontalen
 

Der waagrechte Wurf startet parallel zur Horizontalen

Der schiefe Wurf startet unter dem Winkel zur Horizontalen

Voraussetzung für eine Wurfbewegung ist eine Anfangsgeschwindigkeit.
Diese wird mit \(v\)(sprich v-Null) bezeichnet.

1. Ein Körper wird senkrecht mit einer Anfangsgeschwindigkeit \(v\) nach oben abgeschossen.
2. Er fliegt antriebslos weiter und erfährt eine gleichmässige Verzögerung.
3. Verzögert wird er durch die Gravitationswirkung der Erde, bzw. durch die Erdbeschleunigung \(g\) mit dem Wert von 9,81 m/s
4. Die Geschwindigkeit \(V\)des Körpers nimmt gleichmässig ab, bis zum Stillstand.
5. Dieser Punkt wird als Umkehrpunkt oder maximale Höhe \(h\) bezeichnet.
6. Danach geht der senkrechte Wurf über in den freien Fall, bis zum Aufschlag.

1. Der senkrechte Wurf nach oben ist eine gleichmässig verzögerte, geradlinige Bewegung.
2. Es gelten daher die gleichen mathematischen Formulierungen (wie in Kap. 3.10.4; S.71 unten)
3. Der Weg \(s\)wird dabei zur Höhe \(h\), die Anfangsgeschwindigkeit \(V_A\)zu  \(V_0\)und die Verzögerung \(a\)zu \(g\)
4. Dabei wird der Luftwiderstand vernachlässigt

Erreicht der Körper seine maximale Höhe, so wird seine Geschwindigkeit Null.

Die maximale Steighöhe hängt nur von der Anfangsgeschwindigkeit ab.

1. Die Zeit, welche der Körper benötigt, um seine maximale Höhe zu erreichen, wird Steigzeit genannt
2. Erreicht der Körper seine maximale Höhe, so wird seine Geschwindigkeit Null (Geschwindigkeit am Wendepunkt)
3. Die maximale Steighöhe hängt nur von der Anfangsgeschwindigkeit ab

1. Ein Körper wird senkrecht mit einer Anfangsgeschwindigkeit \(V_A\)resp. \(V_0\) nach unten abgeschossen
2. Er fliegt antriebslos weiter und erfährt eine gleichmässige Beschleunigung
3. Beschleunigt wird er durch die Gravitationswirkung der Erde, bzw. durch die Erdbeschleunigung \(g\)mit dem Wert von 9,81 m/s
4. Die Geschwindigkeit \(V\)des Körpers nimmt gleichmässig zu, bis zum Aufschlag.

1. Der senkrechte Wurf nach unten ist eine gleichmässig beschleunigte, geradlinige Bewegung
2. Es gelten daher die gleichen mathematischen Formulierungen wie in Kap. 3.10.1; S.68/69.
3. Der Weg \(s\)wird dabei zur Höhe \(h\), die Anfangsgeschwindigkeit \(V_A\)zu \(V_0\)und die Beschleunigung \(a\)zu \(g\)
4. Dabei wird der Luftwiderstand vernachlässigt

Die berechnete Steigung ist in dem Fall eine einheitslose und abgeleitete physikalische Grösse (also nur ein Zahlenwert)

\(\text {Prozentuale Steigung} = {h \over l } * 100\)

\(\text {Steigung in Promille} = {h \over l } * 1'000\)

\(tan (\alpha) = {h \over l}\)

Eine Steigung von 100% oder 1000% hat man dann, wenn der Steigungswinkel \(\alpha = 45°\)beträgt (Steigungswinkel = Neigungswinkel)

\(1. \quad tan(\alpha) = {\text{10%} \over 100} = 0.1 \\ 2. \quad \alpha = \text {arctan von 0.1 = 5.71%}\)

Die Normalkraft \(F_N\)ist die Kraft, welche Senkrecht auf einen Körper wirkt (90° resp. rechter Winkel)

1. Der Steigungswinkel \(\alpha\)ist gleich 0°
2. Gewichtskraft \(F_G\)drückt senkrecht auf die Unterlage
3. Die Unterlage drückt mit der gleichen Kraft zurück (Aktion = Reaktion)
4. Die Gewichtskraft \(F_G\)ist gleich der Normalkraft \(F_N\)

1. Der Steigungswinkel 0° < \(\alpha\)< 90°
2. Eine Kugel am Hang rollt nach unten wenn sie nicht daran gehindert wird
3. Damit die Kugel nicht rollt, muss sie mit einer Kraft hangaufwärts gehalten werden
4. Die Kraft, welche die Kugel zum Rollen bringt wird als Hangabtriebskraft \(F_H\)genannt
5. Die Normalkraft \(F_N\)wirkt senkrecht auf die Ebene
6. Die Normalkraft \(F_N\)ist die Resultierende aus \(F_H\)und \(F_N\)

1. Steigungswinkel \(\alpha\)= 90°
2. Wenn der Steigungswinkel = 90° ist
   1. verschwindet die Normalkraft \(F_N\)(= 0)
   2. die Hangabtriebskraft \(F_H\)wird gleich der Gewichtskraft \(F_G\)

Die Gewichtskraft \(F_G\)zeigt immer Richtung Massenmittelpunkt der Erde

 Die beiden Komponenten Normalkraft \(F_N\)und die Hangabtriebskraft \(F_H\)sind vom Steigungswinkel \(\alpha\)abhängig.

Die Komponenten Normalkraft \(F_N\)und die Hangabtriebskraft \(F_H\)stehen senkrecht aufeinander.

\(Hangabtriebskraft: F_H = F_G * sin (\alpha) \\ Normalkraft: F_N = F_G * cos(\alpha)\)