Vertretungsstunden Physik 18

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Hardy Seifert

7./8. Klasse: Mechanik – x-y-Diagramm

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Hardy Seifert: Vertretungsstunden Physik 18© Persen Verlag, Buxtehude1

x-y-D ia gr amm 1

Mechanik

x-y-Diagramm mit berechneten Werten

Gegeben:

쎲 Gewichtskraft F von 0 N bis 1 N

쎲 Federkonstanten D = 0,1

_cm^N

쎲 Formel: s =

_D^F

Gesucht: Federverlängerung s

F in N 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 s in cm

x-y-Diagramm mit Messwerten

Gegebene Messwerte:

F in N 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 s in cm 0 1,2 1,8 3,2 3,8 4,7 6,3 7 8,2 8,7 9 Gesucht: Federkonstante D

쎲 Daten ins Koordinatensystem eintragen

쎲 Ausgleichsgerade einzeichnen

쎲 D bestimmen (D =

^F_s

)

쎲

0

2 4 6 8 10 12

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Gewichtskraft in N

Federverlängerung in cm

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Gewichtskraft in N

F s in

1

x-y-Dia

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Hardy Seifert: Vertretungsstunden Physik 18

x-y-Diagramm 2

Mechanik

1. Gegeben ist eine Feder mit der Federkonstante D = 0,05

^N

cm

. Berechne die Federverlänge- rung s mit der Gleichung s =

^F

D

.

F in N 0 0,2 0,4 0,6 0,8 1 1,2 1,4 1,6 1,8 2

s in cm

2. Übertrage die Werte aus der Tabelle in ein Diagramm (x-Achse: Kraft F in N; y-Achse: Feder- verlängerung s in cm).

3. Wie weit dehnt sich die Feder, wenn sie mit 6 N (9,5 N) belastet wird?

4. Gegeben sind Messwerte aus einem Versuch, bei dem die Federverlängerung s in Abhängig- keit von der Kraft F gemessen wurde:

F in N 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

s in cm 0 1,5 4,5 6,6 8,4 9,5 11,5 14 17 19 19

a) Übertrage die Messwerte in ein Diagramm (x-Achse: Kraft F; y-Achse: Federverlängerung s).

b) Zeichne nach Augenmaß eine Ausgleichsgerade ein.

5. a) Bestimme die Federkonstante D mit der Ausgleichsgeraden.

Tipp: Nutze einen Messwert, der möglichst auf der Ausgleichsgeraden liegt.

b) Wie weit dehnt sich die Feder, wenn sie mit 16 N (19,25 N) belastet wird?

nmaß e

,5

6,6 8

iagramm (x-A glei

2,5

9, 11

chs

die Fed 3

erverl d?

ederverlängeru stet

keit vo F in N

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ind Mes der Kraft F

0 0

e Feder, we swerte aus ein

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Lösungen

Mechanik

x-y-D ia gr amm 2 x-y-D ia gr amm 1

x-y-Diagramm mit berechneten Werten

Gegeben:

쎲 Gewichtskraft F von 0 N bis 1 N

쎲 Federkonstanten D = 0,1 _cm^N

쎲 Formel: s = _D^F

Gesucht: Federverlängerung s

F in N 0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1

s in cm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

x-y-Diagramm mit Messwerten

Gegebene Messwerte:

F in N 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 s in cm 0 1,2 1,8 3,2 3,8 4,7 6,3 7 8,2 8,7 9 Gesucht: Federkonstante D

쎲 Daten ins Koordinatensystem eintragen

쎲 Ausgleichsgerade einzeichnen

쎲 D bestimmen (D = ^F_s)

쎲 z. B. aus dem Punkt (3,5|7), da dieser auf der Geraden liegt.

쎲 D = ^{3,5 N}_{7 cm}= 0,5 _cm^N

0 2 4 6 8 10 12

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1 Gewichtskraft in N

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5

Gewichtskraft in N

Federverlängerung in cmNr. 1 F in N00,20,40,60,811,21,41,61,82 s in cm0481216202428323640 Nr. 2 Nr. 3 120 cm (190 cm) Nr. 4 Nr. 5 a) D = F = 3,5 = 0,25 N s14cm b) 64 cm (77 cm)

0 0,5

1 1,5

2 2,5 0 4 8 12 16 20 24 28 32 36 40 Gewichtskraft in N

0

2 4

6

8 10

12

14

16

18

20 0 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 4 4,5 5 Gewichtskraft in N

0 0,2 0 4 0,5 0

Gewichts 0

Gegeb

쎲 Gewich

쎲 der

Diagramm mit

n:

skra

berech

24

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Feder F3 =

0 0

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= 0,25N 4cm (77 c

8 10 12

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Federverlängerung

0,5 4 (190 cm) 22 G

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Illustrationen: Julia Flasche: Logo Physik in der Kopfzeile

Konstruktionen: Sämtliche Konstruktionen im Buch wurden erstellt von Satzpunkt Ursula Ewert GmbH, Bayreuth Satz: Satzpunkt Ursula Ewert GmbH, Bayreuth

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