Gestufte Hilfen

zu den Aufgaben:
Kompetenztraining: Schaubilder, Tabellen, unbekannte Formeln, funktionale Zusammenhänge, Alltagsbezug physikalischer Phänomene und Textarbeit

Zu Aufgabe 1a)

Hilfe 1: Falls dir die Bedeutung von Δ nicht mehr bewusst ist, lies im Fachmethodenordner Physik den Abschnitt Änderung einer physikalischen Größe .

Hilfe 2: Δl = l ₂ - l ₁

Hilfe 3: Δl = l ₂ - l ₁ und ΔT = T ₂ - T ₁

Zu Aufgabe 1b)

1. Hilfe: Betrachte die Formel Δl = α·l ₁ ·ΔT und lies die Tabellenüberschrift genau durch. Mache dir anhand der Tabellenüberschrift klar, welche Werte gegeben sind.

2. Hilfe: In der Tabellenüberschrift findet man folgende Angaben: l ₁ = 1 m; ΔT = 1 K. In der 2. Spalte der Tabelle stehen die Werte für Δl.

3. Hilfe : Für das Material Asphalt sind zum Beispiel folgende Werte gegeben:
l ₁ = 1 m; ΔT = 1 K und Δl = 0,200 mm.
Gesucht ist α.

4. Hilfe: Um dir das Vorgehen beim Lösen einer Rechenaufgabe nochmals ins Gedächtnis zu rufen, lies im Fachmethodenordner Physik den Abschnitt: Lösen von einfachen Rechenaufgaben .

5. Hilfe: Lösung am Beispiel von Asphalt:
Gegeben: l ₁ = 1 m = 1000 mm; ΔT = 1 K und Δl = 0,200 mm.
Gesucht: α
Auflösen der Gleichung Δl = α·l ₁ ·ΔT nach α:

Δl = α·l 1 ·ΔT		| : l 1
Δl / l 1 = α·ΔT		| : ΔT
Δl / (l 1 ·ΔT) = α·ΔT

Einsetzen der Werte:

α = Δl / (l ₁ ·ΔT) =(0,2 mm) / (1000 mm·1 K) = 0,0002 1/K

6. Hilfe: Gesamte Lösung:
Mit der gleichen Rechnung, wie in Hilfe 6 gezeigt, lässt sich für alle Materialien der Längenausdehnungskoeffizient berechnen. Hier die Ergebnisse:

Material	Längenausdehnungskoeffizient in 1/K
Asphalt	0,000200
Aluminium	0,000024
Beton	0,000012
Glas (Jenaer Glas)	0,0000033
Glas (Fensterglas)	0,0000076
Glas (Quarzglas)	0,0000006
Kohlenstofffasern in Faserrichtung (Carbonfasern)	-0,0000005
Kupfer	0,000016
Messing	0,000018
Stahl (Baustahl)	0,000012
Stahl (rostfreier Stahl)	0,000016

Zu Aufgabe 1c):

Hilfe 1: Um dir das Vorgehen beim Lösen einer Rechenaufgabe nochmals ins Gedächtnis zu rufen, lies im Fachmethodenordner Physik den Abschnitt: Lösen von einfachen Rechenaufgaben .

Hilfe 2: Lösung: Gegeben: l ₁ = 0,4000 m; ΔT =200 °C - 20 °C = 180 K; α = 0,000018 1/K (Tabellenwert, siehe 1b)
Gesucht: l ₂ (Länge bei 200 °C)
Berechnung der Längenänderung:
Δl = α·l ₁ ·ΔT  0,000018 1/K·0,4000 m·180 K = 0,0013 m
Berechnung der gesuchten Länge:
l ₂ = l ₁ + Δl = 0,4000 m + 0,0013 m = 0,4013 m (siehe 1a)
Bei der Temperatur von 200 °C hat die Messingstange eine Länge von 0,4013 m.

 

Die gestuften Hilfen zu den anderen Aufgaben finden sich in dem unten stehenden Download Gestufte Hilfen

 

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