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Physik, 7. Klasse
Das Gesetz von Newton und der Trägheitssatz
Arbeitsblätter mit Übungen und Aufgaben zum Gesetz von Newton und dem Trägheitssatz für Physik in der 7. Klasse am Gymnasium - mit Lösungen!
Wie lautet das Grundgesetz von Newton?
Newton fand den folgenden Zusammenhang zwischen Kraft, Masse und Beschleunigung: Wird ein Körper der Masse m mit der Beschleunigung a in Bewegung gesetzt, so ist dazu die Kraft F = m · a nötig.
Die Einheitenrechnung lautet wie folgt: 1 N = 1 kg · 1 m/s²
Wie lautet der Zusammenhang zwischen Kraft und Beschleunigung?
Um diesen Zusammenhang herauszufinden, wird ein Wagen über einen dazwischengeschalteten Kraftmesser beschleunigt. Dann werden für unterschiedliche Zugkräfte die Beschleunigungen des Wagens ermittelt. Man erkennt: Je größer die beschleunigende Kraft, desto größer die Beschleunigung.
Graphisch kann man diesen Zusammenhang als Ursprungsgerade darstellen:
Wie lautet der Zusammenhang zwischen Masse und Beschleunigung?
Hierzu wird ein Wagen mit gleich bleibender Kraft beschleunigt. Mit Hilfe von Massestücken, kann die Masse variiert werden. Man erkennt: Bei gleicher beschleunigender Kraft ist die Beschleunigung bei größeren Massen kleiner.
Graphisch kann man diesen Zusammenhang als Hyperbelfunktion darstellen:
In einem 1/m - a - Diagramm ergibt sich wiederum eine Ursprungsgerade:
Wie lautet der Trägheitssatz?
Ohne äußere Einwirkung ändern sich die Geschwindigkeit und die Bewegungsrichtung eines Körpers nicht.
Alle Körper sind träge und verharren demnach im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen geradlinigen Bewegung, wenn auf sie keine beschleunigende Kraft wirkt.
Wie kann man sich den Trägheitssatz im Alltag vorstellen?
Körper setzen sich nicht von selbst in Bewegung, sie kommen stets nach einer Weile zur Ruhe. Aber die Bewegung eines Körpers hält auf einer ebenen Unterlage umso länger an, je glatter sie ist. Ein passendes Beispiel dafür ist der Schlittschuhläufer.
Auch im Straßenverkehr spielt Trägheit eine wichtige Rolle. Würde man sich nicht angurten und eine Vollbremsung durchführen, so würde der träge Körper seine Geschwindigkeit und Bewegungsrichtung nur sehr schwach ändern und somit weiter geradeaus durch die Scheibe geschleudert werden.
Lernziele:
- Intuition darüber gewinnen, wie sich träge Gegenstände im Alltag bewegen
- Newtons Gesetz anwenden können und resultierende Kräfte berechnen
- Schlussfolgerungen für das Verhalten im Straßenverkehr ziehen können
- Zusammenhang zwischen Kraft, Beschleunigung und Masse graphisch darstellen
Aufgaben:
- Rechenaufgaben mit der Formel F = m · a
- Logisches Schlussfolgern und Begründen von Aussagen
- Diagramme aus gegebenen Größen zeichnen