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Allgemeinwissen · 18 Aufgaben mit Lösungsweg

Physik und Technik

Kraft, Druck, Strom, Hebel und Verbrennung – das Grundwissen für technische Berufe.

Physik und Technik üben

  1. Aufgabe 1

    Welche drei Dinge braucht ein Feuer, um zu brennen?

    • einen Brennstoff, Stickstoff und Licht
    • einen brennbaren Stoff, Sauerstoff und Wärme (richtige Antwort)
    • Wasser, Holz und frische Luft
    • Rauch, Funken und brennbares Gas

    Lösungsweg

    Das ist das Verbrennungsdreieck: Brennstoff, Sauerstoff und genug Wärme (Zündtemperatur). Fehlt eines davon, geht das Feuer aus – darauf beruht jedes Löschen.

    Quelle: Lehrbuchwissen Chemie (Verbrennung)

  2. Aufgabe 2

    Wodurch löscht Wasser ein Feuer vor allem?

    • Es kühlt den brennenden Stoff unter seine Zündtemperatur. (richtige Antwort)
    • Es verdrängt den gesamten Brennstoff.
    • Es verwandelt den Brennstoff in Sauerstoff.
    • Es macht den Brennstoff schwerer.

    Lösungsweg

    Wasser nimmt beim Erwärmen und Verdampfen viel Wärme auf. Der Brennstoff kühlt ab, bis er nicht mehr weiterbrennen kann. Den Sauerstoff verdrängt Wasser dabei nur nebenbei.

    Quelle: Lehrbuchwissen Chemie (Verbrennung)

  3. Aufgabe 3

    Warum darf man brennendes Fett nie mit Wasser löschen?

    • Das Wasser verdampft schlagartig und schleudert brennendes Fett heraus. (richtige Antwort)
    • Das Fett wird durch Wasser elektrisch geladen.
    • Wasser und Fett bilden zusammen ein giftiges Gas.
    • Wasser macht das Fett noch brennbarer als vorher.

    Lösungsweg

    Brennendes Fett ist viel heißer als 100 °C. Wasser sinkt hinein, verdampft explosionsartig und reißt Fett mit – es entsteht eine Stichflamme. Richtig ist: Deckel drauf, Sauerstoff wegnehmen.

    Quelle: Lehrbuchwissen Chemie (Verbrennung)

  4. Aufgabe 4

    In welcher Einheit misst man die Kraft?

    • Watt
    • Pascal
    • Joule
    • Newton (richtige Antwort)

    Lösungsweg

    Die Kraft misst man in Newton (N). Pascal ist die Einheit des Drucks, Joule die der Energie und Watt die der Leistung.

    Quelle: Einheitenverordnung (EinhV), SI-Einheiten

  5. Aufgabe 5

    Welches Gerät zeigt den Druck in einer Leitung an?

    • das Manometer (richtige Antwort)
    • das Thermometer
    • der Tachometer
    • der Strommesser

    Lösungsweg

    Ein Manometer misst Druck, zum Beispiel in Schläuchen oder Reifen. Das Thermometer misst Temperatur, der Strommesser die Stromstärke, der Tachometer Geschwindigkeit.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik

  6. Aufgabe 6

    Eine Last von 600 N hängt 0,5 m vom Drehpunkt eines Hebels entfernt. Welche Kraft braucht man auf der anderen Seite in 1,5 m Abstand?

    • 100 N
    • 150 N
    • 200 N (richtige Antwort)
    • 900 N

    Lösungsweg

    Hebelgesetz: Kraft · Kraftarm = Last · Lastarm. 600 N · 0,5 m = 300 Nm. 300 Nm : 1,5 m = 200 N. Je länger der Hebelarm, desto weniger Kraft braucht man.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik (Hebelgesetz)

  7. Aufgabe 7

    An einer Steckdose liegen 230 V an. Ein Gerät hat einen Widerstand von 46 Ω. Wie groß ist die Stromstärke?

    • 2 A
    • 4 A
    • 5 A (richtige Antwort)
    • 276 A

    Lösungsweg

    Ohmsches Gesetz: Stromstärke = Spannung : Widerstand = 230 V : 46 Ω = 5 A. Mal zu rechnen ergäbe einen viel zu großen Wert.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik (Ohmsches Gesetz)

  8. Aufgabe 8

    Ein Wasserkocher mit 2.000 W läuft 3 Minuten. Wie viel Energie verbraucht er?

    • 0,01 kWh
    • 0,05 kWh
    • 0,1 kWh (richtige Antwort)
    • 6 kWh

    Lösungsweg

    2.000 W sind 2 kW. 3 Minuten sind 3/60 = 0,05 Stunden. Energie = Leistung · Zeit = 2 kW · 0,05 h = 0,1 kWh.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik

  9. Aufgabe 9

    Warum steigt Rauch bei einem Brand nach oben?

    • Heiße Gase sind leichter als die kühlere Luft. (richtige Antwort)
    • Der Boden stößt den Rauch ab.
    • Rauch wird von der Decke angezogen.
    • Rauch besteht nur aus Wasserdampf.

    Lösungsweg

    Warme Luft und heiße Brandgase dehnen sich aus und haben eine geringere Dichte – sie steigen auf. Deshalb kann man bei einem Brand in Bodennähe länger atmen.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik

  10. Aufgabe 10

    Was passiert mit Wasser, wenn es gefriert?

    • Es verändert sein Volumen nicht.
    • Es zieht sich stark zusammen.
    • Es wird schwerer als vorher.
    • Es dehnt sich aus. (richtige Antwort)

    Lösungsweg

    Eis hat ein um etwa 9 Prozent größeres Volumen als Wasser. Deshalb schwimmt Eis, und deshalb platzen im Winter Wasserleitungen.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik

  11. Aufgabe 11

    Etwa wie hoch ist eine Wassersäule, die am Boden einen Druck von 1 bar erzeugt?

    • 1 m
    • 10 m (richtige Antwort)
    • 100 m
    • 1.000 m

    Lösungsweg

    Je 10 Meter Wassertiefe steigt der Druck um etwa 1 bar. Das spielt eine Rolle, wenn Wasser in hohe Stockwerke gepumpt werden muss.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik (Hydrostatik)

  12. Aufgabe 12

    Mit einem Flaschenzug mit 4 tragenden Seilstücken wird eine Last von 800 N gehoben. Welche Kraft ist ohne Reibung nötig?

    • 200 N (richtige Antwort)
    • 400 N
    • 800 N
    • 3.200 N

    Lösungsweg

    Die Last verteilt sich auf die tragenden Seilstücke: 800 N : 4 = 200 N. Dafür muss man das Seil viermal so weit ziehen, wie die Last steigt.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik (Flaschenzug)

  13. Aufgabe 13

    Welche Farbe hat in Deutschland der Schutzleiter in einem Stromkabel?

    • grün-gelb (richtige Antwort)
    • blau
    • braun
    • schwarz

    Lösungsweg

    Der Schutzleiter ist grün-gelb. Der Neutralleiter ist blau, Außenleiter sind meist braun, schwarz oder grau. Den Schutzleiter erkennt man so auf einen Blick.

    Quelle: DIN EN 60445 (VDE 0197)

  14. Aufgabe 14

    Welcher dieser Stoffe leitet elektrischen Strom am besten?

    • Kupfer (richtige Antwort)
    • Glas
    • Holz
    • Gummi

    Lösungsweg

    Metalle wie Kupfer leiten Strom sehr gut, deshalb bestehen Kabel innen aus Kupfer. Gummi, Glas und trockenes Holz sind Isolatoren.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik

  15. Aufgabe 15

    Ein Zahnrad mit 20 Zähnen treibt ein Zahnrad mit 40 Zähnen an. Das kleine dreht sich 60-mal pro Minute. Wie oft dreht sich das große?

    • 15-mal
    • 20-mal
    • 30-mal (richtige Antwort)
    • 120-mal

    Lösungsweg

    Das große Rad hat doppelt so viele Zähne und dreht sich deshalb nur halb so oft: 60 · 20 : 40 = 30-mal pro Minute. Dafür hat es mehr Kraft.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik (Zahnradgetriebe)

  16. Aufgabe 16

    Eine Pumpe fördert 400 Liter Wasser pro Minute. Wie lange braucht sie für 2.000 Liter?

    • 0,2 Minuten
    • 2 Minuten
    • 4 Minuten
    • 5 Minuten (richtige Antwort)

    Lösungsweg

    Zeit = Menge : Förderleistung = 2.000 l : 400 l/min = 5 Minuten.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik

  17. Aufgabe 17

    Welche Energieumwandlung findet in einem Elektromotor statt?

    • elektrische Energie wird zu Bewegungsenergie (richtige Antwort)
    • Bewegungsenergie wird zu elektrischer Energie
    • Lichtenergie wird zu elektrischer Energie
    • Wärmeenergie wird zu chemischer Energie

    Lösungsweg

    Der Motor macht aus Strom Bewegung. Umgekehrt arbeitet ein Generator: Er macht aus Bewegung Strom. Licht in Strom wandelt eine Solarzelle um.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik

  18. Aufgabe 18

    In einem Raum mit 3 m Höhe soll ein Feuerlöscher von 12 kg Masse 1,5 m hoch an die Wand gehoben werden. Wie viel Hubarbeit ist das ungefähr (g ≈ 10 m/s²)?

    • 18 J
    • 36 J
    • 90 J
    • 180 J (richtige Antwort)

    Lösungsweg

    Hubarbeit = Masse · Erdbeschleunigung · Höhe = 12 kg · 10 m/s² · 1,5 m = 180 J. Die Raumhöhe von 3 m spielt keine Rolle – gefragt ist nur die Hubhöhe.

    Quelle: Lehrbuchwissen Physik (Arbeit und Energie)

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