Physik: Kraft

Als sprachlich einfache Einführung ins Thema empfehlen wir: Leifi-Physik, Kapitel "Kraft und Kraftarten" sowie "Kraft und Hookesches Gesetz".

Übung 1: Ergänzen Sie die Wörter in der richtigen Form.

Wortliste: e Schraubenfeder, angreifen, verformen, e Einheit, e Einheit, r Vektor, s Stativ, befestigen, e Gewichtskraft, verändern, messen, e Wirkung,
e Richtung, e Auslenkung, r Betrag

Eine Kraft erkennt man an ihrer . Eine Kraft kann einen Körper  (deformieren). Eine Kraft kann die Bewegungsrichtung oder die Geschwindigkeit eines Körpers .

Der Punkt, an dem eine Kraft  , heißt der Angriffspunkt. Der Angriffspunkt ist ein Ort, erfordert also eine Ortsangabe (Dativ). Außerdem ist es wichtig, in welche  die Kraft wirkt. Die Antwort darauf ist eine Richtungsangabe (Akkusativ!). Schließlich interessiert uns, wie "groß" die Kraft ist, also ihr .  Die Kraft ist eine Größe und hat die  1 Newton (N).

Eine physikalische Größe, die durch drei Angaben (Zahl, Einheit und Richtung) festgelegt ist, nennt man . Diese Größen kann man als Pfeil darstellen.

Um eine Kraft zu , braucht man ein Messgerät. Da eine Kraft einen Körper verformen kann, benutzen wir als Messgerät eine . Diese hängen wir an ein  und unten wird ein Massestück . Durch die  wird die Feder ausgedehnt. Als Messergebnis erhalten wir die  der Feder in der  cm.

Wenn das Gewicht 20 cN , dann  die Ausdehnung 2 cm.
Wenn sich das Gewicht  20 cN erhöht, dann steigt die Ausdehnung  2 cm  4 cm.

Anmerkung: Die Zahlen kann man auch durch Faktoren ersetzen:
Wenn sich das Gewicht verdoppelt, dann steigt die Ausdehnung um 2 cm auf das Doppelte.
 

Übung 3: Führen Sie in kleinen Gruppen das oben beschriebene Experiment durch. Beantworten Sie die folgenden Fragen mit Hilfe von Messungen.

Um wieviele / auf wieviele cm steigt / sinkt die Ausdehnung einer Feder, wenn man das Gewicht

 auf 0,5 N erhöht?
 verdoppelt?
 verdreifacht?
 vervierfacht?
 halbiert?

Beantworten Sie die Fragen schriftlich und in ganzen Sätzen (auf Papier!). Achten Sie auf den Unterschied zwischen "um" und "auf"!

Exkurs: Ursache und Wirkung

In der Naturwissenschaft geht es oft um Ursache und Wirkung. Nach der Ursache (dem Grund) fragt man mit "warum?". Eine Ursache hat eine Wirkung (=eine Folge). Ursachen und Folgen werden meist in Konditionalsätzen ausgedrückt. Außerdem gibt es spezielle Verben, um die Beziehung von Ursache und Folge auszudrücken.

1. Konditionalgefüge

Beispielsätze:

Wenn der Schmelzpunkt eines Feststoffes erreicht wird, dann wird er flüssig.
Die Kraft bewirkt die Ausdehnung der Feder
 

Das Verb "bewirken" drückt aus, daß das Subjekt des Satzes die Ursache und das Objekt des Satzes die Folge ist.

2. Komparativ

Wenn eine Feder hart ist, dann ist die Ausdehnung bei gegebener Kraft gering. (=klein)
Wenn eine Feder weich ist, dann ist die Ausdehnung bei gegebener Kraft groß. (=hoch)

..und wenn man die Härte verändert:
Wenn die Feder härter ist, dann ist die Auslenkung geringer. (kleiner)
Wenn die Feder weicher ist, dann ist die Auslenkung größer. (höher)

...anders ausgedrückt:
Je härter die Feder ist, desto geringer ist die Auslenkung.
Je weicher die Feder ist, desto größer ist die Auslenkung.
 

Übung 4:  Geben Sie ein ob der Teilsatz den (Grund) oder die (Folge) enthält. Prüfen Sie auch ob die Aussagen äquivalent sind!

Wenn es regnet , wird die Straße naß.
Das Kolleg ist geschlossen  , wenn Ferien sind. 
Erhitzt man Wasser bis zum Siedepunkt  , so siedet es. 
Bei Regen  bleiben die Kinder zu Hause. 
Erhitzt man eine Flüssigkeit , so wird sie irgendwann verdampfen. 
Beim Erreichen des Schmelzpunktes   beginnt die Flüssigkeit zu erstarren. 

Arbeitsvorschlag: Suchen Sie Beispiele aus dem Alltag, wo Größen proportional sind und beschreiben Sie die Proportionalität in ganzen Sätzen!

Übung 5: Formen Sie die folgenden Sätze in "wenn-dann"-Sätze um:

Je mehr er ihr gab, desto mehr nahm sie.

Je häufiger wir üben, desto besser werden unsere Noten.

Je mehr Fehler ich mache, desto schlechter werden meine Noten.

Ich bekomme umso weniger Geld, je weniger ich arbeite.