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Der Geschwindigkeitseffekt (Arbeitsblatt mit Lösungen)

Autor: Cornelsen Verlag, 2010    6 Autorenpunkte Fach:

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Der Geschwindigkeitseffekt Arbeitsblatt mit Lösungen Das Arbeitsblatt enthält 3 praktische Aufgaben zum Verständnis des Geschwindigkeitseffektes. 84510 Relativistische Effekte 1 Der Geschwindigkeitseffekt Aufgabenblatt 1. Zwei Flugzeuge mit Atomuhren an Bord fliegen in gleicher Höhe mit einer Geschwindigkeit von 800 km h a in östlicher Richtung b in westlicher Richtung entlang dem quator. Wie wirkt sich die Flugrichtung auf die Zeitdilatation im Vergleich zu einer Uhr am gemeinsamen Flughafen am quator aus der sich mit ca. 1600 km h in östlicher Richtung bewegt 2. Die folgende relativistisch angehauchte Aufgabe zeigt dass das Bezugssystem von entscheidender Bedeutung sein kann Ein Mann startet mit seinem Boot von einem Steg aus flussaufwärts. Beim Start fällt seine geschlossene Plastikdose mit seiner Verpflegung vom Bootsrand ins Wasser ohne dass er es bemerkt. Er fährt mit dem Boot stromaufwärts während seine Brotzeit stromabwärts schwimmt. Nach 20 Minuten bemerkt er den Verlust er kehrt das Boot um die dafür benötigte Zeit sei unberücksichtigt und fährt jetzt stromabwärts mit der gleichen Geschwindigkeit relativ zum Wasser wie vorher. Einen Kilometer unterhalb des Steges fischt er seine Dose aus dem Wasser. Nun die Frage Welche Geschwindigkeit hat der Fluss Versuchen Sie das Problem rechnerisch zu lösen ohne die Lösung anzuschauen 3. Wer Zahlenspiele liebt kann sich an der zugehörigen Formel ausprobieren tB tL 1 v2 c2 tB Zeit beim ruhenden Beobachter tL Zeit im bewegten Labor c Lichtgeschwindigkeit c 299 792 km s 1 079 251 200 km h Setzen Sie verschiedene Geschwindigkeiten v ein und berechnen Sie die veränderten Zeiten. Es lassen sich Fragen beantworten wie Bei welcher Geschwindigkeit halbiert sich die Laborzeit Auch das Zwillingsproblem lässt sich hier durchspielen www.cornelsen teachweb.de Autor Christian Hörter Cornelsen Verlag GmbH Co. OHG Berlin 2005 Relativistische Effekte 1 Der Geschwindigkeitseffekt Aufgabenblatt 1. Zwei Flugzeuge mit Atomuhren an Bord fliegen in gleicher Höhe mit einer Geschwindigkeit von 800 km h a in östlicher Richtung b in westlicher Richtung entlang dem quator. Wie wirkt sich die Flugrichtung auf die Zeitdilatation im Vergleich zu einer Uhr am gemeinsamen Flughafen am quator aus der sich mit ca. 1600 km h in östlicher Richtung bewegt Lösung Die Erde bewegt sich nach Osten daher addieren sich beim Ostflug die Geschwindigkeiten von Erde und Flugzeug beim Westflug sind die beiden Geschwindigkeiten zu subtrahieren. Nach Osten ist die Bewegung insgesamt schneller der Westflug läuft langsamer ab. Folglich läuft die Uhr beim Ostflug langsamer als die am Flughafen die im Westflug schneller als die am Flughafen. 2. Die folgende relativistisch angehauchte Aufgabe zeigt dass das Bezugssystem von entscheidender Bedeutung sein kann Ein Mann startet mit seinem Boot von einem Steg aus flussaufwärts. Beim Start fällt seine geschlossene Plastikdose mit seiner Verpflegung vom Bootsrand ins Wasser ohne dass er es bemerkt. Er fährt mit dem Boot stromaufwärts während seine Brotzeit stromabwärts schwimmt. Nach 20 Minuten bemerkt er den Verlust er kehrt das Boot um die dafür benötigte Zeit sei unberücksichtigt und fährt jetzt stromabwärts mit der gleichen Geschwindigkeit relativ zum Wasser wie vorher. Einen Kilometer unterhalb des Steges fischt er seine Dose aus dem Wasser. Nun die Frage Welche Geschwindigkeit hat der Fluss Versuchen Sie das Problem rechnerisch zu lösen ohne die Lösung anzuschauen Lösung Unwillkürlich versucht man ja die Vorgänge vom Flussufer aus oder vom Boot aus zu beschreiben. Die Lösung wird aber einfach wenn man das Bezugsystem geschickt wählt nämlich von der Dose aus Relativ zur Dose ist das Wasser in Ruhe Steg und Ufer bewegen sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit an ihr vorbei. Das Boot entfernt sich von der Dose 20 Minuten lang. Dann kehrt es um und braucht wieder 20 Minuten um zur Dose zurückzukommen. Die Dose lag also 40 Minuten im Wasser. Sie entfernte sich in dieser Zeit einen Kilometer vom Steg. Somit ist die Geschwindigkeit des Wassers relativ zum Ufer 1 Kilometer durch 40 Minuten oder 1 5 km h. www.cornelsen teachweb.de Autor Christian Hörter Cornelsen Verlag GmbH Co. OHG Berlin 2005 Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13 Physik Sekundarstufe Cornelsen Verlag Physik und Weltall Sekundarstufe Klasse 9 Klasse 10 Klasse 11 Klasse 12 Klasse 13 Physik Arbeitsmaterialien

Information zum Unterrichtsmaterial

Nutzung
Statistiken
Fach Physik
Schulform Sekundarstufe
Klassenstufe Klasse 9, Klasse 10, Klasse 11, Klasse 12, Klasse 13
Methodik keiner Methodik zugeordnet
Materialtyp Arbeitsmaterialien
Binnendifferenziert Nein
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Seiten 2
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Veröffentlicht 14.03.2010
Beschreibung des Unterrichtsmaterials
Das Arbeitsblatt enthält 3 praktische Aufgaben zum Verständnis des Geschwindigkeitseffektes.

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