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

 

Ge­stuf­te Hil­fen: Her­un­ter­la­den [doc] [1,1 MB]

Ge­stuf­te Hil­fen: Her­un­ter­la­den [pdf] [1,4 MB]