Fragen 11
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Die Gravitation

Gymnasium 2. Physik GYM PH 1

Ein Physik-Kwiiz (Sekundarstufe II) zur Gravitation: Newtons universelles Gesetz (der Apfel und der Mond), Masse und Gewicht, das 1/r²-Gesetz, Schwerelosigkeit als freier Fall, Gezeiten und die Gegenseitigkeit der Kräfte. Mit echten Überraschungen (Astronauten, die ständig «fallen», zwei Menschen, die sich anziehen, Cavendish, der im Labor die Erde «wägt») und der Geschichte von Newton.

Lernziel · Gymnasiallehrplan

GYM PH 1 — Grundlagenfach: Physik.

Vorschau der Fragen

1Spürt die Person in jedem Fall ihr Gewicht (eine Stütze hält sie) oder schwebt sie ohne jede Stütze?

Kategorien:

Spürt ihr GewichtSchwebt, ohne Stütze

Zu ordnende Begriffe:

Ein Bungeespringer, bevor das Seil spanntEin Fahrgast, in den Sitz gepresstEin Taucher, der das Sprungbrett verlässtEine Bergsteigerin sitzt auf dem GipfelEine Person in einem abstürzenden LiftJemand steht ruhig auf dem Boden
2In der Höhe der Internationalen Raumstation (~400 km) ist die Schwerkraft der Erde vernachlässigbar geworden; deshalb schweben die Astronauten.
RichtigFalsch
3Was ist Newtons revolutionäre Idee zur Gravitation?
Dieselbe Kraft lässt einen Apfel fallen und hält den Mond auf seiner BahnDie Schwerkraft nimmt mit der Distanz ab und erreicht den Mond nichtDen Mond hält eine Zentrifugalkraft auf der Bahn, nicht die SchwerkraftJeder Himmelskörper hat seine eigene Schwerkraft, ohne gemeinsames Gesetz
4Der Mond «fällt» ständig zur Erde hin, und genau das hält ihn auf seiner Umlaufbahn.
RichtigFalsch
5Die Gravitationskraft nimmt mit 1/r² ab (newtonsches Gesetz). Wenn man den Abstand zum Erdmittelpunkt verdoppelt: Durch wie viel wird die Gravitationskraft geteilt?

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6Ziehen sich zwei Menschen, die nebeneinander stehen, durch Gravitation gegenseitig an?
Nein: Die Schwerkraft wirkt nur zwischen einem Objekt und der ErdeJa, aber diese Kraft ist viel zu schwach, um sie zu spürenNein: Nur Himmelskörper üben eine Gravitationskraft ausJa, und diese Kraft ist vergleichbar mit jener, die uns zur Erde zieht
7Auf dem Mond (g ≈ 1.6 N/kg) hat ein Astronaut mit seiner Ausrüstung ein Gesamtgewicht von 240 N. Wie gross ist seine Gesamtmasse (in kg)?

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8Was verursacht hauptsächlich die Gezeiten der Ozeane?
Die Anziehung der Sonne allein, der Mond ist viel zu klein, um zu wirkenDie Zentrifugalkraft, die nur von der Eigendrehung der Erde kommtDie Gravitationsanziehung des Mondes (und der Sonne)Die gemeinsame Anziehung aller Planeten des Sonnensystems
9Wenn man im Labor die Anziehung zwischen zwei Bleikugeln misst, kann man daraus die Masse der ganzen Erde ableiten.
RichtigFalsch
10Die Erde zieht den fallenden Apfel an. Zieht der Apfel seinerseits die Erde an?
Nein: Nur die viel massereichere Erde übt wirklich eine Anziehung ausJa, aber mit einer viel schwächeren Kraft als die ErdeNein: Der Apfel ist viel zu leicht, um irgendetwas anzuziehenJa, mit einer genau gleich grossen Kraft, wie er sie erfährt
11Die Gravitationskraft zwischen zwei Körpern lautet F = G m₁ m₂/r². Wenn man jede der beiden Massen verdreifacht (bei gleichem Abstand): Mit wie viel wird die Kraft multipliziert?

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