Berechne die Energie, die in einem 10kg schweren Eimer gespeichert wird, der vom Boden auf die Höhe von 2m angehoben wird. $E = 100N \cdot 2m = 200Nm = 200 J$ Dabei wird davon ausgegangen, dass 10kg eine Gewichtskraft von 100N hervorrufen, also der Ortsfaktor auf 10 gerundet.	Die Gleichung für den Strömungswiderstand (oder Luftwiderstand) lautet:\[F=\frac{1}{2}\cdot c\cdot A\cdot \rho \cdot v^2\]Was bedeuten die einzelnen Buchstaben? Welche Auswirkung hat das Quadrat hinter $v$? $c$ ist der Widerstandskoeffizient (wird experimentell ermittelt) $A$ ist die (Front-)Fläche senkrecht zur Bewegungsrichtung (Area) $\rho$ ist die Dichte des Gases oder der Flüssigkeit in der sich das Objekt bewegt $v$ ist die Geschwindigkeit des Objektes Die Kraft nimmt quadratisch mit der Geschwindigkeit zu (also doppelte Geschwindigkeit, vierfacher Widerstand / Widerstandskraft)	Die kinetische Energie eines Objektes wird um so größer, je je schneller das Objekt ist (nicht proportional!) - oder aber auch je größer die Masse (Bus bei 10km/h oder Wattebausch bei 10km/h)
Die potentielle Energie eines Objektes wird um so größer, je je höher sich das Objekt befindet - oder aber auch je größer die Masse ist	Erkläre den Begriff der Beschleunigung Beschleunigung ist die Geschwindigkeitsänderung (bremsen oder schneller werden). Die Beschleunigung von $2 \frac{m}{s^2}$ bedeutet, dass sich die Geschwindigkeit in jeder Sekunde um 2m/s erhöht.	Für die Wurfweite $s_{x,ges}$ beim schiefen Wurf ergibt sich die folgende Gleichung: $s_{x,ges} = 2\cdot v_x \cdot v_y \cdot \frac{1}{a_y}$ Was kann man aus dieser Gleichung ablesen? 1. Dass die Wurfweite nur vom Produkt der beiden Geschwindigkeitskomponenten abhängt (d.h. der Abwurfwinkel 15° gibt die selbe Weite wie 75°) und 2. dass bei doppelter Fallbeschleunigung, die Wurfweite halbiert wird. (proportional) 3. zudem ist die Wurfweite Proportional zur Geschwindigkeit (Doppelte Geschwindigkeit, doppelte Weite)
Geschwindigkeit ist ... des Ortes Geschwindigkeit ist die Änderungsrate des Ortes	In welche Richtung zeigt die Kraft die durch einen Strömungswiderstand ausgeübt wird? Entgegengesetzt zur Bewegungsrichtung	Nenne Einheiten der Energie 1 Joule = 1 Nm (Newtonmeter) = 1 $\frac{\text{kg}\cdot \text{m}^2}{\text{s}^2}$ Eine weitere Einheit wäre die kcal (Kilokalorie)
Nenne die Bedeutung der Buchstaben in der Gleichung $E =\frac12 m \cdot v^2$ ? m - Masse in kg, v = Geschwindigkeit in m/s, E = kinetische Energie	Nenne die Gleichung zur Bestimmung der Trägheitskraft $F=m \cdot a$	Nenne die Wirkungen einer Kraft Beschleunigung oder Verformung
Nenne mind. 2 Energieformen der Mechanik Bewegungsenergie=kinetische Energie, Lageenergie=Höhenenergie=potentielle Energie, Spannenergie (z.B. einer Feder)	Um die Energie mittels Kraft mal Weg ( $E = F\cdot s$ ) berechnen zu können, muss welche Bedingung erfüllt sein? Die Kraft muss in Richtung des Weges wirken	Wann erreicht ein in einem Medium fallendes Objekt seine Endgeschwindigkeit? (oder genauer: Was muss eintreten, damit ein Objekt nicht weiter beschleunigt wird?) Die beschleunigende Kraft muss gleich dem Strömungswiderstand sein. $F_{accel.} = F_{Luftwiderstand}$
Warum unterscheidet man zwischen offenen, geschlossenen und abgeschlossenen Systemen? Dabei geht es um den Energie und Materieaustausch zwischen dem betrachteten System und seiner Umwelt. In einem offenen System wird sowohl Energie als Materie ausgetauscht In einem geschlossenen System wird nur Energie ausgetauscht (z.B. Erde) In einem abgeschlossenen System findet kein Austausch statt.	Was bedeuten die Buchstaben in der Formel $F=m \cdot a$ F - Kraft, m - Masse, a - Beschleunigung in m/s^2	Was bedeutet Trägheit und wovon hängt sie ab Die Trägheit ist eine Eigenschaft des Körpers sich einer Bewegungsänderung zu wiedersetzen. Sie hängt davon ab, wie groß die Masse eines Körpers ist. Je größer die Masse eines Körpers, desto mehr Kraft ist nötig ihn zu beschleunigen (z.B. VW-Bulli und Bobycar)
Was besagt das Hookesche Gesetz? Dass die Auslenkung (s) einer Feder aus der Ruhelage proportional zur Kraft (F) ist, die an der Feder zieht: $F\sim s$	Was besagt die Aussage Actio=Reactio Zu jeder Kraft gibt es immer eine gleich große Gegenkraft. Beim Beschleunigen eines Objektes z.B. die Trägheitskraft, die Anziehungskraft der Erde auf ein Objekt wirkt auch auf die Erde, wenn sich zwei Skateboardfahrer gegenseitig aneinander abdrücken, wirkt auf beide die gleiche Kraft usw.	Was ist Leistung? Welches Formelzeichen und welche Einheit hat sie? Leistung ist Arbeit pro Zeit $P=\frac{\Delta E}{\Delta t} = \frac{W}{t}$ und $[P]=W = \frac{J}{s}=\frac{Nm}{s}$ Die Einheit heißt Watt - ältere Einheiten Pferdestärke PS
Was ist Spannenergie? Die Energie die Aufgrund der Verformung z.B. in einer Feder steckt	Was ist das Superpositionsprinzip? In der Mechanik bedeutet es, dass sich die Bewegung eines Körpers in mehrere unabhängige Komponenten zerlegen lässt, z.B. in horizontale und vertikale Richtungen. Die resultierende Bewegung ist dann einfach die Summe dieser Einzelbewegungen.	Was ist der Ortsfaktor - wie groß ist er auf der Erde? Der Ortsfaktor beschreibt wie Stark eine Masse an einem Ort angezogen wird. Auf der Erde beträgt er etwa $g = 9,81 \frac{m}{s^2}$
Was ist der Wirkungsgrad? Der Wirkungsgrad $\eta$ (lies: eta) bestimmt den Anteil der nutzbaren Energie bei einer Energieumwandlung (z.B. Maschine) - er ist somit Einheitenlos $\eta = \frac{\Delta E_{nutz}}{\Delta E_{\text{zugeführt}}} = \frac{P_\text{nutz}}{P_{\text{gesamt}}}$ Beispiel: Eine Glühbirne hat einen Wirkungsgrad von ca. 5%, d.h. gerade einmal 5% der zugeführten Energie werden in die nutzbare Lichtenergie umgewandelt, der Rest wird zu Wärme.	Was ist die Gewichtskraft? Was ist der Unterschied zur Masse Die Gewichtskraft ist die Anziehungskraft die eine Masse aufgrund der (Erd-)Anziehungskraft erhält. Sie ist proportional zur Masse. Die Masse ist aber eine Eigenschaft des Körpers, die immer gleich bleibt, auch wenn sich der Körper ausserhalb von Anziehungskraft also z.B. im Weltall befindet.	Was ist die Normalkraft? Eine Kraft die senkrecht auf eine Fläche wirkt.
Was ist die Trägheitskraft? Die Trägheistkraft ist die Kraft die man als Gegenkraft wahrnimmt, wenn man versucht einen Körper zu beschleunigen. Sie berechnet sich mit $F=m \cdot a$	Was ist die Wirkung der Beschleunigung? Geschwindigkeit - Die Geschwindikgeitszunahme entspricht der Fläche im Zeit-Beschleunigungsdiagramm	Was ist die Wirkung der Geschwindigkeit? Strecke - Die zurückgelegte Strecke ist die Fläche im t-v-Diagramm
Was ist ein Kräftegleichgewicht? Wenn auf ein Objekt oder an einer Stelle mehrere Kräfte wirken und diese sich alle aufheben, so spricht man von einem Kräftegleichgewicht. Liegt z.B. ein Objekt auf einem Tisch, so ist die Anziehungskraft im Gleichgewicht mit der Kraft die der Tisch auf das Objekt ausübt.	Was ist eine Gleichförmige Bewegung? Eine gleichförmige Bewegung ist eine gradlinige Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit.	Was ist eine gleichförmige Bewegung? Eine Bewegung bei der die Geschwindigkeit konstant ist, die Beschleunigung also gleich 0
Was ist eine skalare Größe? Eine Größe, die nur einen Wert hat (keine Richtung, ...), z.B. Temperatur, Masse, ...	Was ist eine vektorielle Größe? Eine Größe die Betrag und Richtung hat, wie Geschwindkigkeit und Kraft	Was ist innere Energie? Die innere Energie besteht aus Wärmeenergie und der Energie, die als Druck gespeichert ist. Erläuterung: Sie setzt sich aus der kinetischen Energie der Moleküle (durch ihre Bewegung) und der potenziellen Energie der Moleküle (durch ihre Wechselwirkungen) zusammen. Die innere Energie hängt von der Temperatur, dem Druck und dem Volumen des Systems ab.
Was kann man über den Zusammenhang von Wurfweite zum Abwurfwinkel sagen? Die Wurfweite ist symmetrisch zum Abwurfwinkel um 45° (bei 80° kommt man genau so weit wie bei 10°). Die maximale Weite wird bei 45° erreicht.	Was meint Newton mit der Aussage: Ist die Summe aller Kräfte auf einen Körper gleich 0, so verharrt er in seiner Bewegung Ein körper der ruht oder sich mit einer konstanten Geschwindigkeit bewegt, verändert seine Geschwindigkeit (und Richtung) nicht, wenn alle auf ihn einwirkenden Kräfte in der Summe 0 sind. Z.B. eine auf einem Tisch reibungsfrei(!) rollende Kugel. Die Erdanziehungskraft wird von einer haltenden Kraft, die der Tisch auf die Kugel ausübt kompensiert.	Welche drei Aspekte beschreiben die Wirkung der Kraft Angriffspunkt, Richtung und Größe bzw. Betrag
Welches ist der nächste Schritt um die Gleichung nach $t$ aufzulösen (Äquivalenzumformung)? $0 = -\frac12\cdot g \cdot t^2 + 0,25 $ Man rechnet auf beiden Seiten -0,25, da der Summand am "lockersten" angebunden ist (Mal bindet stärker als Plus). Es ergibt sich $-0,25 = -\frac12 \cdot g \cdot t^2$ Auflösen ist wie eine Mandarine schälen, immer das was am losesten sitzt abmachen (von Außen nach Innen)	Wenn für einen freien Fall gilt, dass etwas aus 25cm höhe fällt und man die Fallzeit berechnen soll, was muss dann wo in die Gleichung für den Freien Fall (bzw. gleichmäßig beschleunigte Bewegung) eingesetzt werden?\[s(t)=\frac12a\cdot t^2+v_0 \cdot t + s_0\] Eine Möglichkeit ist: $a=g=-9,81 m/s^2, v_0 = 0, s_0=0,25m, s(t)=0m$ Man kann es sich auch etwas einfacher machen und die Teile mit $s_0$ und $v_0$ weglassen (d.h. beides auf 0 setzen) und dann für $s(t)=0,25m$ und $g=9,81m/s^2$ einsetzen. Bemerkung: $s_0=s(0)$ ist die Anfangsstrecke zu Beginn der Bewegung und $v_0=v(0)$ ist die Startgeschwindigkeit.	Wie addiert man vektorielle Größen (geometrisch)? Man hängt die Pfeile aneinander
Wie addiert man zwei Kräfte zeichnerisch (vektoriell)? Man zeichnet einen Pfeil mit seinem Fußpunkt an die Spitze des anderen Pfeils. Die Ersatzkraft ist dann der Pfeil vom Fuß des ersten Pfeils bis zur Spitze des zweiten Pfeils.	Wie berechnet man den Betrag der resultierenden Gschwindigkeit, wenn $\vec{v_1}$und $\vec{v_2}$ bekannt sind? Mit dem Satz des Pythagoras $\left \| {\vec{v_1}+\vec{v_2}} \right \| = \sqrt { \left \| \vec{v_1} \right \|^2 + \left \| \vec{v_2} \right \|^2 } = \sqrt {v_1^2+v_2^2}$	Wie berechnet man die Gewichtskraft $F = m \cdot g$ Die Gewichtskraft F (oder manchmal auch G) ist gleich dem Produkt aus Masse (m) und Ortsfaktor ( $g = 9,81 \frac{m}{s^2}$ auf der Erde)
Wie bestimmt man die Kraft, die ein Auto (oder ähnlich) auf der schiefen Ebene beschleunigt? Durch zerlegen der Gewichtskraft in den Anteil der Hangabtriebskraft und den der Normalkraft.	Wie funktioniert ein Federkraftmesser? Hängt man an den Federkraftmesser eine Masse oder zieht man an ihm mit einer bestimmten Kraft, so verformt sich die Feder (verformende Wirkung der Kraft). Die Längenänderung der Feder ist proportional zur Kraft, so kann man die Kraft bei einem geeichten Kraftmesser bestimmen.	Wie groß ist die Gewichtskraft von 100g ungefähr. ca. 1N [Newton]
Wie heißt dieser Buchstabe $\eta$ ? eta - wird oft für den Wirkungsgrad verwendet	Wie heißt dieser Buchstabe $\mu$ ? mü - wird z.B. bei Reibungskoeffizienten oder auch für die magnetische Permeabilität verwendet	Wie heißt dieser Buchstabe $\varepsilon$ oder auch $\epsilon$ ? epsilon - wird in der mathematik oft für kleine Werte verwendet und in der Physik für die Dielektrizitätszahl (elektrische Eigenschaft eines Stoffes)
Wie hängen Kraft und Energie zusammen? Durch einer Kraft wird Energie übertragen - z.B. beim herunterfallen des Eimers wird potentielle Energie in kinetische Energie umgewandelt.	Wie hängen die Geschwindigkeitskompontenten (horizontal $v_x$ und vertikal $v_y$) vom Abwurfwinkel ab? Es kommt drauf an, wie man den Abwurfwinkel festlegt - man kann diese aber mit sinus und kosinus berechnen. $v_y = v \cdot \sin(\alpha)$, $v_x = v \cdot \cos(\alpha)$	Wie kann man die Beschleunigung am t-v-Diagramm einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung (konstante Beschleunigung) ablesen? Die Beschleunigung ist die Änderungsrate also die Steigung der Geschwindigkeit. Hier also die Steigung der Geraden.
Wie kann man die Geschwindigkeit eines trägen Körpers verändern In dem man eine Kraft auf ihn wirken läßt.	Wie kann man die kinetische Energie berechnen? $E =\frac12 m \cdot v^2$	Wie kann man die potentielle Energie berechnen? E = m g h
Wie kann man mit Hilfe der Trägheit Massengleichheit [Massenvielfachheit] definieren Zwei Körper sind von gleicher Masse, wenn sie bei gleicher auf sie einwirkender Kraft die gleiche Beschleunigung erfahren. (z.B. wenn die Kraft von 1N eine Sekunde lang auf die einwirkt, sollten sie die gleiche Geschwindigkeit erreicht haben). Hat ein Körper die doppelte Beschleunigung erfahren, so ist er nur halb so schwer usw.	Wie lange beschleunigt ein im Schwerefeld fallendes Objekt in Luft (oder einem anderen Medium)? So lange bis die Kraft durch den Luftwiderstand (oder anderes Medium) gleich der Erdbeschleunigung ist.	Wie lauten die (SI-)Einheiten von Strecke (Ort), Geschwindigkeit und Beschleunigung? m - Meter, $\frac{m}{s}$- Meter pro Sekunde, $\frac{m / s}{s} = \frac{m}{s^2}$- Meter pro Sekunde quadrat Natürlich geht das auch mit km/h oder ähnlich
Wie lautet der Fachbegriff für Bewegungsenergie? kinetische Energie	Wie lautet der Fachbegriff für Lageenergie? potentielle Energie	Wie lautet die Gleichung der Geschwindigkeit bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung (konstante Beschleunigung)? $v(t) = a\cdot t + v_0$ Die Geschwindigkeit nimmt in jeder Sekunde um den Betrag von $a$ zu. $v_0=v(0)$ ist die Startgeschwindigkeit
Wie lautet die Gleichung für den Ort bei einer gleichförmigen Bewegung (konstante Geschwindigkeit)? $s(t) = v \cdot t + s_0$ In jeder Sekunde erhöht sich die Position des Ortes um den Wert von $v$. $s_0 = s(0)$ ist der Ort zu Beginn der Beweung (Zeitpunkt $t=0$)	Wie lautet die Gleichung für den Ort bei einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung (konstante Beschleunigung)? $s(t) = \frac{1}{2}a\cdot t^2 + v_0 \cdot t + s_0$ Dabei ist $a$ die konstante Beschleunigung, $v_0=v(0)$ die Startgeschwindigkeit und $s_0 = s(0)$ der Ort zum Zeitpunkt 0 (Startort)	Wie müssen die Vektoren für die Kräfte, die Geschwindigkeit und die Beschleunigung am bremsenden Auto eingezeichnet werden?
Wie rechnet man km/h in m/s um? Durch den Umrechnungsfaktor 3,6 1 km/h = 3,6 m/s (Man muss also den Wert bei km/h mit 3,6 Multiplizieren um auf m/s zu kommen)	Wie sieht das Zeit-Weg-Diagramm einer gleichförmigen Bewegung (Geschwindigkeit ist konstant) aus? Die Steigung der Geraden entspricht der Geschwindigkeit.	Wie sieht das t-a-Diagramm einer gleichförmigen Bewegung (mit konstanter Geschwindigkeit) aus?
Wie sieht das t-a-Diagramm einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung aus? 9,81 m/s² gilt natürlich nur bei einer Fallbewegen im Erdschwerefeld	Wie sieht das t-s-Diagramm einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung aus? Es ergibt sich eine Parabel Der Scheitelpunkt ist der Umkehrpunkt der Bewegung (muss nicht immer vorhanden sein)	Wie sieht das t-v-Diagramm einer gleichförmigen Bewegung (keine Beschleunigung) aus?
Wie sieht das t-v-Diagramm einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung aus? Es ergibt sich eine Gerade (hier die fallende Gerade bei einem schiefen Wurf mit der Steigung als Beschleunigung)	Wie stellt man eine vektorielle Größe dar? Als Pfeil	Wie zerlegt man eine Kraft zeichnerisch in Teilkräfte? 1. Zu zerlegende Kraft zeichnen, 2. Wirkungslinien zeichnen, 3. parallele Linien zu den Wirkungslinien durch die Pfeilspitze der Ausgangskraft, 4. Kanten des Parallelogramms als Teilkräfte markieren
Wofür steht das $\Delta$ in einer Formel, z.B. $a = \frac{\Delta v}{\Delta t}$ ? Das $\Delta$ (lies: Delta) steht für eine Differenz oder eine Änderung $\Delta t = t_2 - t_1$ (Abstand zweier Zeitpunkte) $\Delta v = v(t_2)-v(t_1)$ (Geschwindigkeitsunterschied - Geschwindigkeit zum Zeitpunkt $t_2$ zu $t_1$) Zur Info: kleines Delta: $\delta$	Woraus besteht der Energieansatz immer? Woraus der Kraftansatz? Es werden zwei Energien (oder eine Arbeit) gleich gesetzt. Meist vorher und nachher (bzlg. eines Vorganges). z.B. $E_\text{kin}=E_\text{innere}$ Ebenso bei Kräften. Manchmal bedeutet es auch diese Kraft wirkt als... z.B. die Bremskraft wirkt gegen die Trägheitskraft oder als beschleunigende Kraft. $F_\text{Brems}=m\cdot a$	Wovon hängt die Wirkung einer Kraft ab? Von ihrem Angriffspunkt, der Richtung und der Größe bzw. dem Betrag der Kraft
Wovon hängt die durch den Luftwiderstand auf ein Objekt wirkende Kraft ab? Von der Form des Objektes und der Geschwindigkeit zudem auch vom Maß der Fläche, senkrecht zur Bewegungsrichtung und der Dichte des Mediums (hier Luft) in dem sich das Objekt bewegt.	Arbeit ist Kraft mal Weg Achtung Kraft und Weg müssen in die gleiche Richtung zeigen, wie beim Anheben eines Eimers. Beim Tragen eines Eimers von einem Ort zum anderen wird physikalisch gesehen keine Arbeit verrichtet.	Arbeit ist Kraft mal Weg Achtung Kraft und Weg müssen in die gleiche Richtung zeigen, wie beim Anheben eines Eimers. Beim Tragen eines Eimers von einem Ort zum anderen wird physikalisch gesehen keine Arbeit verrichtet.
Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten nach ChatGPT wäre auch folgende Definition sinnvoll: "Energie ist die Fähigkeit, Veränderungen im System oder in seiner Umgebung hervorzurufen." mit der Ergänzung: Diese Definition betont die grundlegende Rolle der Energie als Maß für die Fähigkeit, physikalische Prozesse zu ermöglichen oder zu beeinflussen, sei es durch Arbeit, Wärme, Bewegung oder andere Formen der Energieübertragung.	Energie ist die Fähigkeit, Arbeit zu verrichten nach ChatGPT wäre auch folgende Definition sinnvoll: "Energie ist die Fähigkeit, Veränderungen im System oder in seiner Umgebung hervorzurufen." mit der Ergänzung: Diese Definition betont die grundlegende Rolle der Energie als Maß für die Fähigkeit, physikalische Prozesse zu ermöglichen oder zu beeinflussen, sei es durch Arbeit, Wärme, Bewegung oder andere Formen der Energieübertragung.