Welche Kraft (in Newton) ist nötig, um einen Körper mit der Masse 5 kg mit 2 m/s² zu beschleunigen?

Erklärung: F = m · a = 5 kg · 2 m/s² = 10 N.

Eine Kraft von 600 N wirkt auf ein Auto mit 1200 kg Masse. Wie groß ist die Beschleunigung in m/s²?

Erklärung: a = F / m = 600 N / 1200 kg = 0,5 m/s².

Die Einheit der Kraft ist ___ (abgekürzt N).

Erklärung: Die Kraft wird in Newton (N) gemessen. 1 N = 1 kg · m/s² — die Kraft, die einen Körper von 1 kg mit 1 m/s² beschleunigt.

Ein Wagen (m = 0,5 kg) wird durch eine Kraft von 2 N beschleunigt. Wie groß ist die Beschleunigung in m/s²?

Erklärung: a = F / m = 2 N / 0,5 kg = 4 m/s².

Auf einen Körper mit 3 kg wirkt eine konstante Kraft von 12 N. Wie groß ist seine Geschwindigkeit (in m/s) nach 5 Sekunden aus der Ruhe?

Erklärung: a = F / m = 12 N / 3 kg = 4 m/s². v = a · t = 4 m/s² · 5 s = 20 m/s.

Ein Ball (m = 0,2 kg) wird beim Abschuss in 0,01 s von 0 auf 20 m/s beschleunigt. Wie groß ist die wirkende Kraft in Newton?

Erklärung: F · Δt = m · Δv → F = m · Δv / Δt = 0,2 kg · 20 m/s / 0,01 s = 400 N.

Eine Kraft von 50 N wirkt 0,1 s lang auf einen ruhenden Körper von 2 kg. Welche Geschwindigkeit (in m/s) erreicht er?

Erklärung: F · Δt = m · Δv → Δv = F · Δt / m = 50 N · 0,1 s / 2 kg = 2,5 m/s.

In einem Beschleunigungsversuch misst man an einem Wagen der Masse 2 kg die Beschleunigung 3 m/s². Wie groß war die wirkende Kraft in Newton?

Erklärung: Dynamische Kraftmessung: Aus der gemessenen Beschleunigung folgt F = m · a = 2 kg · 3 m/s² = 6 N.

Ein voller und ein leerer Einkaufswagen werden aus dem Stand gleich stark angeschoben. Welcher ist schwerer in Fahrt zu bringen?

Erklärung: Die Masse ist das Maß für die Trägheit. Bei gleicher Kraft erfährt der Wagen mit größerer Masse eine kleinere Beschleunigung (a = F/m) — der volle ist schwerer in Fahrt zu bringen.

Zwei Wagen werden gleich stark angeschoben — Wagen A wiegt 2 kg, Wagen B wiegt 6 kg. Wagen B ändert seine Geschwindigkeit langsamer. Stimmt das?

Erklärung: Richtig. Die Masse ist das Maß für die Trägheit. Aus a = F / m folgt: Bei gleicher Kraft erfährt der schwerere Wagen B eine kleinere Beschleunigung, ändert seine Geschwindigkeit also langsamer als der leichte Wagen A.

Ein Auto bremst plötzlich, und die Insassen werden nach vorne geschleudert. Was ist die richtige Erklärung?

Erklärung: Nach dem Trägheitsprinzip behält der Körper seine Geschwindigkeit bei. Das Auto wird langsamer, der Körper aber bewegt sich mit dem alten Tempo weiter — es wirkt keine Kraft nach vorne. Deshalb ist der Gurt so wichtig.

Ein LKW und ein PKW fahren mit gleicher Geschwindigkeit. Auf beide wirkt dieselbe Bremskraft. Welches Fahrzeug hat den längeren Bremsweg?

Erklärung: Der LKW hat die größere Masse und damit mehr Trägheit. Bei gleicher Bremskraft ist seine Verzögerung kleiner (a = F/m), daher braucht er länger und weiter zum Bremsen.

Wenn keine resultierende Kraft auf einen bewegten Körper wirkt, bleibt er stehen.

Erklärung: Falsch. Nach dem Trägheitsprinzip bewegt sich ein kräftefreier Körper mit konstanter Geschwindigkeit geradlinig weiter. Er bleibt nur stehen, wenn er bereits in Ruhe war.

Zwei Wagen werden mit derselben Kraft geschoben. Wagen A hat 2 kg, Wagen B hat 6 kg. Welcher wird stärker beschleunigt?

Erklärung: Bei gleicher Kraft gilt a = F / m: Je kleiner die Masse, desto größer die Beschleunigung. Der leichtere Wagen A wird stärker beschleunigt.

Auf einen Körper wirkt eine konstante Kraft. Dann bewegt er sich mit konstanter Geschwindigkeit.

Erklärung: Falsch. Eine konstante Kraft erzeugt eine konstante Beschleunigung (F = m · a) — die Geschwindigkeit wächst also ständig. Die Kraft bestimmt die Beschleunigung, nicht die Geschwindigkeit (F ∝ a, nicht F ∝ v).

Bei einem Aufprall ändert sich die Geschwindigkeit gleich stark. Ein Airbag verlängert die Bremszeit von 0,01 s auf 0,1 s. Wie ändert sich die Kraft auf den Körper?

Erklärung: Aus F · Δt = m · Δv folgt F = m · Δv / Δt: Δv (von der Fahrgeschwindigkeit auf null) liegt fest. Wird Δt zehnmal so groß (0,01 s → 0,1 s), wird F zehnmal kleiner. Deshalb verlängern Gurt und Airbag die Bremszeit; ein kürzeres Δt würde die Kraft vergrößern, ganz ohne Kraft kommt das Abbremsen nie aus.

Ein Ball (m = 0,4 kg) trifft mit 8 m/s auf. Du fängst ihn in 0,2 s ab. Wie groß ist die mittlere Kraft in Newton?

Erklärung: F = m · Δv / Δt = 0,4 kg · 8 m/s / 0,2 s = 16 N. Fängst du ihn langsamer ab (größeres Δt), wird die Kraft kleiner — das Prinzip des „weichen" Fangens.

Aufgabe 1 von 17