Öffnen Lösungen PDF – Physik Gymnasium
Aufgabe 1: Kinematik
Ein Fahrradfahrer legt in 10 Sekunden eine Strecke von 100 Metern zurück. Wie groß ist seine Durchschnittsgeschwindigkeit?
Lösung:
Die Durchschnittsgeschwindigkeit berechnet sich durch die Formel v = s / t, wobei v die Geschwindigkeit, s die Strecke und t die Zeit ist.
Also ergibt sich hier: v = 100 m / 10 s = 10 m/s
Die Durchschnittsgeschwindigkeit des Fahrradfahrers beträgt 10 Meter pro Sekunde.
Aufgabe 2: Kraft und Arbeit
Ein Kind zieht einen Schlitten mit einer Kraft von 50 N über eine Strecke von 20 Metern. Wie viel Arbeit hat das Kind dabei verrichtet?
Lösung:
Die Arbeit berechnet sich durch W = F x s, wobei W die Arbeit, F die Kraft und s die Strecke ist.
Also ergibt sich hier: W = 50 N x 20 m = 1000 J (Joule)
Das Kind hat bei dieser Tätigkeit 1000 Joule Arbeit verrichtet.
Aufgabe 3: Elektrizität
Wie groß ist die Spannung, wenn ein Strom von 2 Ampere durch einen Widerstand von 5 Ohm fließt?
Lösung:
Die Spannung berechnet sich durch die Formel U = R x I, wobei U die Spannung, R der Widerstand und I der Strom ist.
Also ergibt sich hier: U = 5 Ohm x 2 A = 10 V (Volt)
Die Spannung beträgt hier 10 Volt.
Aufgabe 4: Optik
Ein Gegenstand steht 5 cm vor einem konkaven Spiegel mit einem Radius von 10 cm. Wie groß ist das Bild?
Lösung:
Zur Berechnung der Bildgröße kann man die Formel für die Brennweite eines konkaven Spiegels verwenden:
1/f = 1/b + 1/g, wobei f die Brennweite, b die Bildweite und g die Gegenstandsweite ist.
Durch Umstellen erhält man: b = f x g / (g – f)
Die Brennweite berechnet sich durch f = R / 2, wobei R der Radius des Spiegels ist.
Also ergibt sich hier: f = 10 cm / 2 = 5 cm
Somit ergibt sich: b = 5 cm x 5 cm / (5 cm – 5 cm) = undefiniert
Da das Bild unendlich groß erscheint, lautet die Antwort: Das Bild ist unendlich groß.
Aufgabe 5: Schall
Wie lange braucht der Schall, um eine Strecke von 340 Meter zurückzulegen?
Lösung:
Die Schallgeschwindigkeit beträgt etwa 340 Meter pro Sekunde (abhängig von der Temperatur des Mediums).
Also ergibt sich hier: t = s / v = 340 m / 340 m/s = 1 Sekunde
Der Schall braucht 1 Sekunde, um eine Strecke von 340 Metern zurückzulegen.
Aufgabe 6: Magnetismus
Welche magnetische Kraft wirkt auf einen Draht, der eine Länge von 10 cm hat und einen Strom von 2 A führt, wenn er sich in einem Magnetfeld mit einer Flussdichte von 0,5 Tesla befindet?
Lösung:
Die magnetische Kraft auf einen stromdurchflossenen Draht in einem Magnetfeld berechnet sich durch die Formel F = B x I x l, wobei F die Kraft, B die Flussdichte, I der Strom und l die Länge des Drahtes ist.
Also ergibt sich hier: F = 0,5 T x 2 A x 10 cm = 1 N (Newton)
Die magnetische Kraft auf den Draht beträgt 1 Newton.
Aufgabe 7: Energie
Ein Auto mit einer Masse von 1000 kg fährt mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s. Wie groß ist seine kinetische Energie?
Lösung:
Die kinetische Energie berechnet sich durch die Formel E = 1/2 x m x v^2, wobei E die Energie, m die Masse und v die Geschwindigkeit ist.
Also ergibt sich hier: E = 1/2 x 1000 kg x (20 m/s)^2 = 200.000 J (Joule)
Die kinetische Energie des Autos beträgt 200.000 Joule.
Aufgabe 8: Wärmelehre
Wie viel Energie wird benötigt, um 500 g Wasser von 20°C auf 80°C zu erhitzen?
Lösung:
Die benötigte Energie berechnet sich durch die Formel Q = m x c x ΔT, wobei Q die Energie, m die Masse, c die spezifische Wärmekapazität und ΔT die Temperaturdifferenz ist.
Die spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt 4,18 J/(g*K).
Also ergibt sich hier: Q = 500 g x 4,18 J/(g*K) x (80°C – 20°C) = 167.200 J (Joule)
Es werden 167.200 Joule Energie benötigt, um 500 g Wasser von 20°C auf 80°C zu erhitzen.
Aufgabe 9: Atomphysik
Welche Energie hat ein Photon mit einer Frequenz von 5 x 10^14 Hz?
Lösung:
Die Energie eines Photons berechnet sich durch die Formel E = h x f, wobei E die Energie, h das Plancksche Wirkungsquantum und f die Frequenz ist.
Das Plancksche Wirkungsquantum beträgt etwa 6,63 x 10^-34 J*s.
Also ergibt sich hier: E = 6,63 x 10^-34 J*s x 5 x 10^14 Hz = 3,315 x 10^-19 J (Joule)
Ein Photon mit einer Frequenz von 5 x 10^14 Hz hat eine Energie von 3,315 x 10^-19 Joule.
Aufgabe 10: Relativitätstheorie
Ein Raumschiff fliegt mit einer Geschwindigkeit von 0,8 c (c = Lichtgeschwindigkeit) von der Erde weg. Wie groß ist die Zeitdilatation auf dem Raumschiff?
Lösung:
Die Zeitdilatation berechnet sich durch die Formel t‘ = t / √(1 – v^2/c^2), wobei t die Zeit auf der Erde, t‘ die Zeit auf dem Raumschiff, v die Geschwindigkeit des Raumschiffs und c die Lichtgeschwindigkeit ist.
Also ergibt sich hier: t‘ = t / √(1 – (0,8c)^2/c^2) = t / √(1 – 0,64)
t‘ = t / 0,8
Die Zeitdilatation auf dem Raumschiff beträgt demnach 1,25.
Als Schüler der 8. Klasse Gymnasium kann es manchmal eine Herausforderung sein, die Übungen in Physik zu lösen. Aber keine Sorge, wir haben hier eine Sammlung von Übungen mit Lösungen zusammengestellt, die dir helfen sollen, dein Verständnis von Physik zu verbessern.
Elektrizität
Beginnen wir mit dem Thema Elektrizität. Hier ist eine Übung, die dir helfen wird, die Grundlagen zu verstehen:
- Wie lautet die Formel für die Berechnung der elektrischen Leistung?
- Was ist der Unterschied zwischen Gleichstrom und Wechselstrom?
- Wie funktioniert ein Transformator?
Lösungen:
- P = U x I (elektrische Leistung = Spannung x Stromstärke)
- Gleichstrom fließt in eine Richtung, Wechselstrom wechselt seine Richtung periodisch.
- Ein Transformator besteht aus zwei Spulen, die magnetisch miteinander verbunden sind. Wenn eine Wechselspannung an einer der Spulen angelegt wird, wird diese in der anderen Spule in eine andere Spannung umgewandelt.
Mechanik
Als nächstes werfen wir einen Blick auf die Mechanik. Hier sind einige Übungen zum Üben:
- Wie lautet die Formel für die Berechnung der Geschwindigkeit?
- Was ist der Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung?
- Wie berechnet man die Arbeit, die bei einer Kraft auf einen Körper ausgeübt wird?
Lösungen:
- v = s/t (Geschwindigkeit = Strecke / Zeit)
- Geschwindigkeit ist die Veränderung des Ortes in der Zeit, Beschleunigung ist die Veränderung der Geschwindigkeit in der Zeit.
- W = F x s (Arbeit = Kraft x Strecke)
Zusammenfassung
Das waren nur einige Beispiele für Übungen in Physik für die 8. Klasse Gymnasium. Wir hoffen, dass diese Übungen dir helfen werden, dein Verständnis von Physik zu verbessern und dich auf deine nächste Prüfung vorzubereiten.
| Thema | Übung | Lösung |
|---|---|---|
| Elektrizität | Wie lautet die Formel für die Berechnung der elektrischen Leistung? | P = U x I (elektrische Leistung = Spannung x Stromstärke) |
| Mechanik | Wie lautet die Formel für die Berechnung der Geschwindigkeit? | v = s/t (Geschwindigkeit = Strecke / Zeit) |
| Elektrizität | Was ist der Unterschied zwischen Gleichstrom und Wechselstrom? | Gleichstrom fließt in eine Richtung, Wechselstrom wechselt seine Richtung periodisch. |
| Mechanik | Was ist der Unterschied zwischen Geschwindigkeit und Beschleunigung? | Geschwindigkeit ist die Veränderung des Ortes in der Zeit, Beschleunigung ist die Veränderung der Geschwindigkeit in der Zeit. |