Physik und Technik an der TU Dortmund

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Welche Systemarten gibt es?

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Was konnte man bei dem Versuch der Luftkissenbahn beobachten?

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Welche Newton'schen Axiome gibt es?

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Welche Newton'schen Axiome gibt es?

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Was besagt das erste Axiom des Trägheitsprinzips?

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Was besagt das zweite Axiom des Aktionsprinzips?

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Was besagt das dritte Axiom des Reaktionsprinzips?

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Was besagt die Energieerhaltung?

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Warum schafft das Auto den Looping nicht, wenn es im grünen Bereich startet, aber wenn es im roten Bereich startet schon?

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Was heißt die Abhängigkeit der Arbeit vom Weg?

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Wie hängen Arbeit und Energie zusammen?

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Was ist Energie als Zustandsgröße?

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Physik und Technik

Welche Systemarten gibt es?

  • Geschlossene Systeme (Fahrrad)
  • Offene Systeme (Straße)


  • Statische Systeme (Brücke)
  • Dynamische Systeme (Aufzug)


  • Einfache Systeme (Handbohrmaschine)
  • Komplexe Systeme (CNC-Werkzeugmaschine)


  • Deterministisches System (Windkraftanlage)
  • Stochastisches System (Spielautomat)

Physik und Technik

Was konnte man bei dem Versuch der Luftkissenbahn beobachten?

Wagen bewegt sich umso schneller, je größer die Masse des Gewichtsstückes


Wagen bewegt sich umso langsamer, je größer die Masse des Wagens

Physik und Technik

Welche Newton'schen Axiome gibt es?

1. Axiom (Trägheitsprinzip)


2. Axiom (Aktionsprinzip)


3. Axiom (Reaktionsprinzip)

Physik und Technik

Welche Newton'schen Axiome gibt es?

Erhaltungsprinzip

Physik und Technik

Was besagt das erste Axiom des Trägheitsprinzips?

Ein Körper verharrt im Zustand der Ruhe oder der gleichförmigen Translation, sofern er nicht durch einwirkende Kräfte zur Änderung seines Zustands gezwungen wird.


Wirkt keine Kraft, so ist die Änderung der Geschwindigkeit Null.


Das bedeutet: Ein Köper verändert seinen Bewegungszustand dann und nur dann, wenn eine Kraft auf ihn wirkt.

Physik und Technik

Was besagt das zweite Axiom des Aktionsprinzips?

Die Änderung der Bewegung einer Masse ist der Einwirkung der bewegenden Kraft proportional und geschieht nach der Richtung derjenigen geraden Linie, nach welcher jene Kraft wirkt.


Physik und Technik

Was besagt das dritte Axiom des Reaktionsprinzips?

Kräfte treten immer paarweise auf. Übt ein Körper A auf einen anderen Körper B eine Kraft aus (actio), so wirkt eine gleichgroße, aber entgegen gerichtete Kraft von Körper B auf Körper A (reactio).

Physik und Technik

Was besagt die Energieerhaltung?

In einem energetisch abgeschlossenen System bleibt die Summe der mechanischen Energien konstant. Energie geht hierbei weder verloren, noch entsteht sie neu. Sie wandelt sich nur von einer Energieform in eine andere um.

Die Energie ist somit eine Zustandsgröße, die in verschiedenen Formen (z.B. kinetische oder potentielle Energie) auftreten kann.

Die Energie eines solchen Systems ist eine Erhaltungsgröße

Physik und Technik

Warum schafft das Auto den Looping nicht, wenn es im grünen Bereich startet, aber wenn es im roten Bereich startet schon?

Der grüne Bereich ist genauso hoch wie der Looping, kinetische Energie ist nicht groß genug

Hat am höchsten Punkt die gesamte Energie in aufgebraucht und in Lageenergie umgewandelt


Im roten Bereich reicht die Energie, da der Startpunt höher liegt, als der höchste Punkt des Loopings 

Physik und Technik

Was heißt die Abhängigkeit der Arbeit vom Weg?

Nur der Weg in Richtung der Kraft ist von Bedeutung!


Physik und Technik

Wie hängen Arbeit und Energie zusammen?

Durch das Verrichten von Arbeit (durch das Anheben der Kiste), hat sich der Zustand der Kiste verändert.


Der Zustand der Kiste kann durch ihre Energie beschrieben werden. Energie ist eine Zustandsgröße.

Physik und Technik

Was ist Energie als Zustandsgröße?

Positive Arbeit (am System) führt dem System Energie zu. (Energiezufuhr)

∆E = W > 0


Negative Arbeit entzieht dem System Energie. (Energieabfluss)

∆E = W < 0

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