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Was ist die Kinematik?
- - Lehre der Bewegung von (Massen-)Punkten und starren Körpern (ohne Verformung) im Raum
- - Unterscheidung in gleichförmige und ungleichförmige Bewegungen
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Was beschreibt die Bewegung eines Massenpunktes?
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Was ist die Beschleunigung?
- - Änderung der Geschwindigkeit pro Zeitintervall
- - negative Beschleunigung= Verzögerung/Bremsbeschleunigung
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Was versteht man unter einem "Ruck"?
- - ist die Beschleunigung nicht konstant, spricht man von Ruck j(t)
- - wichtig: ruckfreie Bewegung
- - bei Maschinen/Getrieben sehr wichtig
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Was ist beim Sonderfall "geradlinige Bewegung"?
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Erläutere die Bewegung anhand eines Schlitten von Inkjetdruckern.
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Was passiert beim zweite Sonderfall, der "gleichförmigen Kreisbewegung"?
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Was ist die Winkelgeschwindigkeit?
- - ω gibt den Winkel (im Bogenmaß) an, der pro Zeiteinheit vom Ortvektor r überstrichen wird (Einheit: rad/s)
- ω=v:r
- - ω kann als Vektor aufgefasst werden. Vektor steht senkrecht auf der Ebene, die durch den Ortsvektor r und die Geschwindigkeit v aufgespannt wird.
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Nenne den Zusammenhang zwischen der Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl und Zentripetalbeschleunigung und deren Formel.
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Was ist die Zentripetalkraft (Radialkraft)?
- - Haltekraft, die ein Körper aufgrund seiner Trägheit erfahren muss, damit er auf der Kreisbahn gehalten werden kann.
- - Zentrifugalkraft (Fliehkraft) ist gleich groß, hat aber die umgekehrte Richtung
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Erläutere die Zentripetalkraft an den Beispielen: Greifer an Gegendruckzylinder und Fahrrad fährt durch Kurve.
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Was ist die ungleichförmige Drehbewegung?
- - dreht sich der Körper nicht mit konstanter Winkelgeschwindigkeit= ungleichförmige Bewegung
- -Änderung der Winkelgeschwindigkeit mit der Zeit heißt analog Winkelbeschleunigung
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Benenne die Analogien zwischen Translation (Linearbewegung) und Rotation.
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Was ist ein Impuls?
- - wird der Bewegung eines Massenpunktes zugeordnet
- - Jeder bewegte Körper trägt einen Impuls, den er bei Stößen, auf andere Körper übertragen kann
- - Der Gesamtimpuls in abgeschlossenen Systemen ist konstant, d.h. der Impuls ist eine Erhaltungsgröße
- p=m*v
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Was ist die physikalische/mechanische Arbeit?
- - W=Work
- - eine Kraft wirkt entlang einer Strecke auf einen Körper
- W=F*s
- -Einheit: Nm oder Joule J
- - wenn Kraft und Weg senkrecht aufeinander stehen, wird keine Arbeit verrichtet!
- - Arbeit wandelt Energie zwischen verschiedenen Energieformen um
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Was versteht man unter kinetischer Energie?
- - Energie die beim Bewegungszustand eines Körpers innewohnt. Sie ist proportional zur Masse und zum Quadrat der Geschwindigkeit v
- Ekin= 0,5mv²
- - ist vom Standpunkt abhängig
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Was ist die potentielle Energie?
- - Lageenergie, kommt einem Körper durch seine Lage in einem Kraftfeld zu
- - nimmt in Kraftrichtung ab und entgegen der Kraftrichtung zu, senkrecht zur Kraftrichtung ist sie konstant
- Epot=mgh
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Was ist die mechanische Leistung?
- - P = Power, ist der Quotient aus verrichteter Arbeit oder dafür aufgewendeter Energie und der dazu benötigten Zeit
- P= E:t=W:t
- -Einheit: Nm/s oder J/s oder W (Watt)
- - einfachster Fall, mit zur Bewegungsrichtung paralleler Kraft gitl P=F*v
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Was ist der Schwerpunktsatz?
- Der Massenschwerpunkt eines Systems von Massen bewegt sich, als ob die Gesamtmasse M im Schwerpunkt S vereinigt wäre, und dort die Summe der äußeren Kräfte angreifen würde.
- Im Schwerpunkt sind alle Massen des Körpers vereint.
- Bei Rotationskörpern muss man aber die Massenverteilung im Körper berücksichtigen.
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Was ist der Massenmittelpunkt?
- - Mittelpunkt der Masse eines Körpers/ Schwerpunkt/Gravizentrum
- rs=(Summe rdm): (Summe dm)
- -Zähler: Aufsummierung über alle Massenelementchen mal deren Hebelarm um den Koordinatenursprung.
- rs: Ortsvektor vom Koordinatenursprung zum Schwerpunkt
- r: Ortsvektor zum Massenelementchen.
- - Nenner: entspricht Aufsummierungüber alle Massenelementchen. Ergint Gesamtmasse des Körpers M.
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Wie funktioniert die Drehung eines starren Körpers?
Ein Körper, der nirgends festgehalten wird und an dem ein Kräftepaar angreift, dreht sich um eine Achse, die durch den Massenmittelpunkt (Schwerpunkt) geht und senkrecht auf der durch das Kräftepaar aufgespannten Ebene steht.
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Was versteht man unter der Trägheit bei Drehbewegung?
- - bei geradliniger Bewegung: Stärke der nötigen Kraft hängt mit der Masse zusammen (Fahrrad und Zug gleich beschleunigen=für Zug mehr Kraft nötig)
- - bei Rotationsbewegung: Je weiter außen (=Entfernung vom Zentrum der Drehachse) die Masse sitzt, desto größer das benötigte Drehmoment, um die beiden Zylinder in gleichschnelle Drehung zu versetzen. (Zylinder der innen hohl ist, braucht man da größeren Trägheitsmoment)
- - Wie schwer ein Körper in Drehung zu versetzen ist, nennt man Trägheitsmoment.
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