Physik: Grundlagen, Versuche, Aufgaben, Lösungen mit 396 by Alfred Böge

German 5

By Alfred Böge

Dieses Physikbuch ist aus der Unterrichtsarbeit mit den Studierenden der Technikerschule entstanden und wird laufend weiterentwickelt. Es hat sich als Arbeitsbuch in der Techniker­ ausbildung bewiihrt. Auch in anderen Schulformen der Berufsbildenden Schulen wird es gern verwendet. Durch Auswahl, Gliederung, Anordnung und Gestaltung der Lerngegenstiinde higt sich das fordernd in die schulische und hiiusliche Lehr- und Lernpraxis ein: Buch Auf dem linken Teil der Buchseite steht der Lehrtext mit dem Merksatz, der einen Lern­ schritt abschlielh. Rechts daneben wird der Lehrtext ergiinzt und zeichnerisch erliiutert. Hinzu kommen die mathematischen Entwicklungen und Beispiele. Die rechte Spalte ent­ spricht demnach dem Tafelbild im Unterricht: Linke Spalte Rechte Spalte Lernschritt Lehrtext und Merksatze Bilder, mathematische Entwicklung mit eingerahmter Berechnungsgleichung, Hin­ weise und Beispiele Neben den eigentlichen Lehrtextteilen (1 bis nine) enthiilt das Buch einen Aufgabenteil (11) und einen Losungsteil (12). Die vorgefuhrten Losungen erleichtern dem Lehrer die Entschei­ dung daruber, welche Aufgabe fur den Unterricht oder fur die hiiusliche Bearbeitung geeig­ neter ist. 1m Teil 10 des Buches werden ausgewiihlte Versuche beschrieben und so ausgewertet, wie das auch im Unterricht geschehen wurde. Die aus zeitlichen Grunden nicht durchfuhrbaren Versuche konnen so wenigstens besprochen werden. Oem Buch liegt eine 16seitige Formelsammlung bei. Sie hat sich auch in schriftlichen Pru­ fungen bewiihrt.

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Die Summe aller an ihm angreifenden auBeren Krafte ist dann gleich Null. Ein solcher Korper ruht oder er bewegt sich gleichformig auf gerader Bahn (a = 0). Ruhezustand und gleichformig geradlinige Bewegung sind Gleichgewichtszustande (Frss = 0). Das sagt auch das Tragheitsgesetz. 1st F re • '= 0, dann steht der Korper oder er bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit auf gerader Bahn. Jetzt verstehen wir auch, daB sich die Anzeige der Federwaage im obigen Versuch dann nicht andern durfte, wenn wir den Korper gleichformig nach oben oder unten bewegten.

Wir schreiben mit Klammern, wenn wir nur die Einheiten behandeln wollen. Einheit der Masse mist das kg, Einheit der Beschleunigung a ist das m/s2 . Einheit der Kraft F mu~ dann sein: (F) '= (m)' (a) 1 kg · 11%'= 1 Newton Wenn'wir eine "koharente" Einheit erhalten wollen, also eine "Eins-zu-Eins-Beziehung", dann mussen wir fUr die Masse 1 kg und fiir die Beschleunigung 1 m/s 2 einsetzen. Die sich ergebende Krafteinheit heil5t 1 Newton: Eine abgeleitete Einheit ist dann koharent , wenn sie mit dem Zahlenfaktor 1 aus den Basiseinheiten entwickelt worden ist.

Unsere Frage ist, wie dieses Drehmoment bestimmt werden kann. Eine stillstehende Kreisscheibe mit senkrecht stehender Achse 0 - 0 soli beschleunigt werden. Die Lager denken wir uns reibungsfrei und aus der Kreisscheibe ein Masseteilchen I1m n herausgeschnitten. Sein Abstand von der Drehachse ist r n, und zum Beschleunigen in Umfangsrichtung (tangential) brauchen wir nach dem dynamischen Grundgesetz die resultierende Teilkraft I L Wagen wird beschleunigt Tisch der Hobelmaschine wird Gber Ritzel und Zahnstange beschleunigt Autorad wird zum Auswuchten beschJeunigt o ][ LlF res = LlmnaT, mit aT als Tangentialbeschleunigung.

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