16.4 Berechnung von Schwungstromstärken
Was eine Stromstärke ist, kennt ihr bestimmt:
Verkehrsstromstärke gibt die Menge der Autos pro Stunde an, die an einer bestimmten Stelle vorbeifahren.
Die elektrische Stromstärke ist ein Maß für die Anzahl der Ladungen pro Sekunde, also ladungsmenge pro Sekunde.
Hierzu gibt es eine sehr schöne Seite auf leifiphysik:
https://www.leifiphysik.de/elektrizitaetslehre/elektrische-grundgroessen/grundwissen/ladung-und-strom-einfuehrung
Die Stromstärke eines Baches gibt an, wieviel Wasser pro Sekunde vorbeifließt, also auch eine Menge pro Sekunde.
Wenn Schwung bzw. Impuls übertragen wird, dann kann man ebenfalls eine Impulsstromstärke angeben, also die Menge des übertragenen Impulses pro Sekunde: Δp/Δt
Wir haben ja den Impuls in der Einheit Hy (Huygens) gemessen: 1 Hy = 1 kg*m/sec ist der Impuls eine Masse von 1 kg, die sich mit 1 m/sec bewegt.
Nun löst bitte einmal die folgenden Aufgaben:
Aufgabe 1: Zwei Massen werden beschleunigt.
Wir haben eine Masse m = 10 kg. In beiden Fällen bekommt die Masse einen Impuls von 800 Hy.
Fall 1: Der Impuls wird innerhalb von 2 Sekunden zugeführt.
Fall 2: Der Impuls wird innerhalb von 4 sec zugeführt.
a) Berechne die Geschwindigkeiten, die die Masse in beiden Fällen hat und erkläre das Ergebnis.
b) Berechne die Beschleunigungen, die die Masse in den jeweiligen Fällen erhält (Annahme: gleichmäßig zugeführter Impuls führt zu konstanter Beschleunigung). Zur Erinnerung: a = v/t
c) Berechne die Impulsstromstärke in beiden Fällen.
d) Was fällt Dir auf? Kannst Du eine anderen Weg angeben, mit dem man Impulsstromstärken berechnen kann?
Aufgabe 2: Eine Masse fällt.
Nun wiederholen wir die Aufgabe 1 abgewandelt für eine fallende Masse von 10 kg. Wir rechnen mit der Fallbeschleunigung von g = 10 m/sec²
a) Da wir hier die Beschleunigung kennen, kannst Du nun die Geschwindigkeit nach 3 sec Fallzeit ausrechnen.
b) Welchen Schwung hat also die fallende Masse vom Gravitationsfeld der Erde in diesen 3 sec erhalten?
c) Bestimme die Schwungstromstärke (Annahme sie ist während des Fallens konstant).
d) Fällt Dir was auf? Wie kann man hier die Schwungstromstärke auf anderem Weg bestimmen?
Wie hast Du früher diese Schwungstromstärke genannt?
Aufgabe 3:
Ganz oft stößt man auf neue Erkenntnisse in der Physik, wenn man die Einheiten betrachtet.
Was ist die Einheit von Δp/Δt ganz ausführlich geschrieben?
Such mal einen anderen Namen für diese Einheit.
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