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Ortsfaktor

Alle Inhalte sind von Lehrkräften & Lernexperten erstellt
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sofatutor Team
Ortsfaktor
lernst du in der 7. Klasse - 8. Klasse

Ortsfaktor Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Lerntext Ortsfaktor kannst du es wiederholen und üben.
  • Nenne Unterschiede zwischen Gewichtskraft und Masse

    Tipps

    Bei dem Verhältnis von Masse und Gewichtskraft bezieht sich das immer auf einen jeweils festen Ort.

    Lösung

    Gewichtskraft und Masse sind zwei verschiedene Begriffe für verschiedene Größen. Obwohl man oft das Gefühl hat, es wäre das Gleiche.

    Die Masse eines Körpers ist allgemein konstant. Das Gewicht ist dann nur das Maß, welches wir wahrnehmen. Das Gewicht ist also der umgangssprachliche Begriff für die Gewichtskraft.

    Die Gewichtskraft ist dann die Kraft, die die Masse ausübt, wenn sie von einer Gravitation angezogen wird. Je nach Gravitation variiert die Gewichtskraft.

  • Nenne Beispiele mit denen man Masse oder Gewichtskraft messen kann.

    Tipps

    Das Fadenpendel wird nicht ausgelenkt und hängt gerade herunter.

    Masse und Gewichtskraft kann man mit fast allem messen, was eine Art Fall beinhaltet. Eben allem, worauf das Gewicht von etwas Einfluss hat.

    Lösung

    Wie messen wir diese Größen überhaupt?

    Klingt fast zu leicht, aber eben weil sie sich auf alles auswirkt, gibt es auch viele Möglichkeiten sie zu bestimmen.

    Hier ist das Fadenpendel das Einzige, mit dem sich die Masse nicht direkt bestimmen lässt, es sei denn, man würde es auslenken.

    Dann wäre es wie die Zeitmessung des Fallversuchs: Kennt man den Gewichtsfaktor und die Fallgeschwindigkeit, kommt man auch auf dessen Masse.

    Bei der Feder kann man das Gewicht anhand der Ausdehnung der Feder bestimmen. Die Waage funktioniert ähnlich.

  • Bestimme den Ortsfaktor eines unerforschten Planeten.

    Tipps

    Der Ortsfaktor ist das Verhältnis aus Gewichtskraft und Masse.

    Lösung

    Der Ortsfaktor ist das, was im Allgemeinen als Gravitationskonstante oder Gewichtskonstante bekannt ist. In Mitteleuropa sind das $9,81~\dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$.

    Auf diesem unerforschten Planeten ist sie allerdings anders:

    $\dfrac{F_G}{m}=\dfrac{17,55~\text{N}}{1,5~\text{kg}}=11,7~\dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}$

    Die Einheit ergibt sich daraus, dass $\text{N}=\dfrac{\text{kg m}}{\text{s}^2}$.

    Nun könnten wir mit $F_G=m\cdot g\cdot h$ die Kraft eines fallenden Objekts auf diesem Planeten bestimmen.

  • Bestimme die Masse m anhand der Gewichtskraft.

    Tipps

    Stelle die Gleichung für den Ortsfaktor um.

    Lösung

    Zum Ausrechnen der Masse stellen wir einfach die Gleichung des Ortsfaktors nach $m$ um:

    $\dfrac{F_G}{m}=g$

    $m=\dfrac{F_G}{g}=\dfrac{12~\text{N}}{9,8~\dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}}=1,2~\text{kg}$

  • Nenne Beispiele für die Nutzung der Gewichtskraft.

    Tipps

    Überlege, in welche Richtung eine Masse fallen würde und in welche Richtung sich die Objekte bewegen.

    Lösung

    Die Gewichtskraft wird immer dann benötigt, wenn die Masse eines Objekts benutzt werden soll.

    Bei Uhr und Kompass ist dies nicht der Fall. Der Fahrstuhl funktioniert allerdings mit Gegengewichten, also dessen Masse.

  • Berechne die Energie einer fallenden Kugel.

    Tipps

    Stelle zunächst die Gleichung für den Ortsfaktor um, und überlege dann, wie du die Fallhöhe mit betrachtest. Die Einheit des Ergebnisses kennst du ja schon.

    Lösung

    Die Kraft eines fallenden Objekts ist dir vielleicht schon bekannt, aber das ist ja nur Masse mal Beschleunigung. Welche Energie das Objekt nun am Ende des Falls hat, ist aber noch von der Fallhöhe abhängig.

    Daraus ergibt sich $E_G=m\cdot g\cdot h=4~\text{kg}\cdot 9,81~\dfrac{\text{m}}{\text{s}^2}\cdot 150~\text{m}=5886~\text{J}$