Naturwissenschaftliche Grundlagen
Pendelgesetz, Zehnerpotenzen, Dichte & Teilchenmodell
Pendelgesetz, Zehnerpotenzen, Dichte & Teilchenmodell
Kartei Details
| Karten | 9 |
|---|---|
| Sprache | Deutsch |
| Kategorie | Physik |
| Stufe | Berufslehre |
| Erstellt / Aktualisiert | 12.09.2015 / 14.05.2020 |
| Weblink |
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Von welchen Faktoren hängt die Schwingungsdauer eines Fadenpendels ab?
(Die Schwingungsdauer T ist die Zeit zwischen zwei aufeinander folgenden gleichen Schwingungszuständen, in denen der schwingende Körper seine Bahn wieder in gleicher Richtung durchläuft.)
Die Schwingungsdauer hängt nur von der Pendellänge (je kürzer die Fadenlänge, desto kürzer die Schwingungsdauer), nicht aber von der Amplitude (Auslenkung) und auch nicht von der Masse ab. (Bei grossen Amplituden verzögert sich die Schwingungdauer ein bisschen.)
Wir gehen davon aus, dass wir den Versuch an einem Ort (kein Ortswechsel) durchführen und dass wir den Luftwiderstand vernachlässigen können.
Formel für das Pendelgesetz
T = k · Wurzel von l
l = ( T / k ) 2
Was ist k?
k = 2,006 ( 2 · Pi / g)
g = Ortsfaktor
Wie gross ist die Schwingungsdauer eines Pendels, wenn es sich in einem Raumschiff im All befindet?
Während die Fallbeschleunigung kleiner wird, wird k und damit auch T grösser, Wenn die Fallbeschleunigung im All den Wert Null erreicht, wird T unendlich gross und das Pendel schwingt gar nicht mehr.
Was passiert mit dem Exponenten einer Zehnerpotenz, wenn man das Koma nach links bzw. nach rechts verschiebt?
verschieben nach links -> Exponent steigt
verschieben nach recht -> Exponent sinkt
Definition der Dichte
Formel der Dichte
Einheit der Dichte
Die Dichte ist die Masse pro Volumeneinheit.
p = m / V <=> Dichte = Masse / Volumen
Einheit: kg / m3
Allgemeines über Aggregatzustände
Ein reiner Stoff ist ein Körper, der nur aus einer Art von Atomen oder Atomverbindungen aufgebaut ist. Je nach Temperatur und Druck kann er fest, flüssig oder gasförmig sein.
Die Kräfte, die in einem Stoff den Zusammenhalt der Teilchen untereinander bewirken, heissen Kohäsionskräfte. Sie wirken nur über geringe Entfernungen.
Was ist ein fester, flüssiger und gasförmiger Zustand?
Fester Zustand:
Die Teilchen werden durch starke Kohäsionskräfte zusammengehalten (wie ein Gitter). Festkörper sind form- und volumenbeständig.
Flüssiger Zustand:
Die Teilchen werden nur noch durch mässig starke Kohäsionskräfte zusammengehalten und können so das "Gitter" verlassen und aneinander vorbeigleiten. Flüssigkeiten sind formveränderlich und volumenbeständig.
Gasförmiger Zustand:
Die Kohäsionskräfte zeigen kaum mehr Wirkung (die durchschnittlichen Abstände der Teilchen sind zu gross) und die Teilchen bewegen sich unabhängig voneinander im Raum. Gase sind formveränderlich und volumenunbeständig.
Definition der Phasenübergänge der Aggregatzustände
(schmelzen, erstarren/gefrieren, verdampfen/sublimieren, kondensieren/resublimieren, verdunsten)
schmelzen:
Durch die Temperaturerhöhung bewegen sich die Teilchen immer mehr und der Abstand wird grösser (fest wird flüssig).
erstarren/gefrieren:
Durch sinkende Temperaturen nimmt die Bewegung der Teilchen in einer Flüssigkeit ab und der Abstand wird immer geringer (flüssig wird fest). Wasser dehnt sich beim erstarren aus (Dichteanomalie).
verdampfen/sublimieren:
Feste Körper gehen direkt in die gasförmige Phase über, wenn der Siede- bzw. Sublimationspunkt erreicht ist. (Wäsche trocknen bei Frosttemperaturen.)
kondensieren/resublimieren:
Durch Absenken der Temperaturen kann man den kleinsten Teilchen eines Gases ihre Energie entziehen und damit den Vorgang des Verdampfens bzw. der Sublimation umkehren (gasförmig wird fest).
verdunsten:
Die schnellsten Teilchen einer Flüssigkeit können noch vor dem Siedepunkt in den gasförmigen Zustand übergehen. Weil aber immer nur die schnellsten Moleküle die Flüssigkeit verlassen können, wird die Flüssigkeit ärmer an schnellen Molekülen und somit sinkt die Geschwindigkeit. Dadurch wird die Flüssigkeit und auch die Umgebung kälter weil die energiearmen/langsamen Teilchen Wärmeenergie aus der Umgebung aufnehmen.
