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Einheit der Kraft

Zehn Übungen dazu, woraus die Einheit Newton besteht und wie groß ein Newton wirklich ist.

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Übungsaufgaben

Alle Übungen fortlaufend nummeriert — zuerst die interaktiven Übungen zum Klicken, Ziehen und Knobeln, danach die Rechen- und Textaufgaben. Jede Übung gibt dir sofort Rückmeldung; bei Schwierigkeiten helfen dir die gestuften Tipps.

A1
Was ein Newton bedeutet
AFB I

Welche Aussagen über die Einheit der Kraft sind richtig?

Mehrere Antworten sind richtig. Markiere alle zutreffenden und klicke dann auf „Prüfen“.
Newton ist eine abgeleitete Einheit: Sie wird nicht neu festgelegt, sondern aus den Grundeinheiten kg, m und s zusammengesetzt. Masse und Kraft sind außerdem verschiedene Größen — 1 kg ist keine Kraft. Und der Vorsatz k steht immer für den Faktor 1000, also 1 kN = 1000 N.
A2
Stimmt's? — Fünferserie
AFB I

Fünf Behauptungen rund um die Einheit der Kraft.

Fünf Aussagen nacheinander. Eine falsche Einschätzung reicht — dann startest du die Serie mit „Neue Runde“ neu.
Aussage 1 von 5

Alle fünf Aussagen hängen an einem einzigen Satz: 1 N = 1 kg·m/s². Newton ist deshalb keine neue Grundeinheit, sondern eine Kurzschreibweise für eine Kombination aus kg, m und s.
A3
Lückentext mit Wortbank
AFB I

Setze die Fachbegriffe an die richtige Stelle — ein Wort bleibt übrig.

Wort anklicken, dann Lücke anklicken (oder umgekehrt) — mit Tab und Enter geht es genauso. Ein Klick auf eine gefüllte Lücke legt das Wort zurück.

Die Einheit der Kraft heißt und wird mit dem Zeichen N abgekürzt. Setzt man in F = m · a für die Masse die Einheit und für die Beschleunigung die Einheit ein, so erhält man 1 N = 1 kg·m/s². Newton ist deshalb keine Grundeinheit, sondern eine Einheit. Ihren Namen trägt sie zu Ehren des Physikers .

Kilonewton bleibt übrig: kN ist nur ein Vielfaches der Einheit Newton (1 kN = 1000 N) und keine der Einheiten, aus denen Newton zusammengesetzt ist.
A4
Kräfte der Größe nach einordnen
AFB I

Ordne jede Handlung der Kraft zu, die dafür ungefähr nötig ist.

Ziehe jede Karte in den passenden Korb — oder wähle sie mit Enter aus und drücke dann die Ziffer des Korbs (0 legt sie zurück).
1etwa 1 N
2etwa 50 N
3etwa 800 N
Drei Merkgrößen genügen für fast jede Abschätzung: 1 N für eine Tafel Schokolade, 50 N für einen Schulrucksack, 800 N für einen erwachsenen Menschen. Wer sich hier stark verschätzt, hat meist Newton und Kilogramm verwechselt — Newton misst die Kraft, nicht die Masse.
A5
Blitzrechnung
AFB I

Ein Wagen mit der Masse 2,5 kg wird gleichmäßig mit 4,0 m/s² beschleunigt. Welche Kraft wirkt dabei auf ihn? Gib das Ergebnis in Newton an.

Rechne selbst und trage das Ergebnis ein — Enter prüft direkt.
Rechenweg: F = m · a = 2,5 kg · 4,0 m/s² = 10 kg·m/s² = 10 N. Schreibe die Einheiten mit und multipliziere sie mit: dann steht am Ende von selbst kg·m/s² da, und das ist Newton. Im Kopf hilft 2,5 · 4 = 10.
A6
Die Einheit der Kraft zusammensetzen
AFB II

Bringe die Schritte in die Reihenfolge, in der man die Einheit Newton gewinnt.

Ziehe die Karten in die richtige Reihenfolge — mit der Tastatur: ↑/↓ verschiebt, Shift+↑/↓ wechselt nur den Fokus.
1Die Formel F = m · a aufschreiben.
2Für die Masse m die Einheit 1 kg einsetzen.
3Für die Beschleunigung a die Einheit 1 m/s² einsetzen.
4Die beiden Einheiten miteinander multiplizieren: 1 kg · 1 m/s² = 1 kg·m/s².
5Dieser zusammengesetzten Einheit den Namen 1 Newton (1 N) geben.
Am häufigsten rutscht der letzte Schritt nach vorn. Der Name Newton wird erst vergeben, nachdem die Einheit aus kg, m und s zusammengesetzt ist — Newton ist das Ergebnis dieser Überlegung, nicht ihr Ausgangspunkt.
A7
Rechenkette
AFB II

Ein Einkaufswagen hat die Masse 20 kg.

Rechne die Kette Schritt für Schritt: Erst wenn ein Schritt stimmt, wird der nächste freigeschaltet. Enter prüft.
  1. Welche Kraft beschleunigt den Wagen mit 0,50 m/s²? N
  2. Wie groß ist die Kraft, wenn die Beschleunigung 1,5 m/s² beträgt? N
  3. Ein zweiter Wagen erreicht mit derselben Kraft von 30 N nur 2,0 m/s². Welche Masse hat er? kg
  4. Gib die Kraft aus Schritt 2 in Kilonewton an. kN
Die Kette zeigt beides: F = m · a liefert die Zahl, und die Einheit setzt sich dabei immer aus kg, m und s zusammen. Vielfache wie kN ändern daran nichts — sie verschieben nur das Komma um drei Stellen.
A8
Angabe und Bedeutung verbinden
AFB II

Verbinde jede Angabe mit ihrer Bedeutung.

Klicke links einen Eintrag an und dann rechts den passenden — es entsteht eine Verbindungslinie. Mit der Tastatur: Enter zum Auswählen, ↑/↓ zum Wandern.
Trick: erst den Vorsatz lesen, dann die Zahl. k bedeutet immer 1000, m immer ein Tausendstel. Damit sind kN und mN in einem Schritt umgerechnet, ohne Zwischenrechnung.
A9
Fehlersuche im Schulheft
AFB II

Sechs Sätze aus einem Schulheft — drei davon sind falsch. Finde sie.

In diesem Text stecken Fehler. Klicke genau die falschen Zeilen an — die richtigen musst du stehen lassen.
Der Fehler in Zeile 6 kostet in Klassenarbeiten am häufigsten Punkte: Die Einheit der Beschleunigung wird beim Multiplizieren einfach weggelassen, und aus einer Kraft wird plötzlich eine Masse. Einheiten immer mitschreiben und mitmultiplizieren.
A10
Wie ändert sich die Kraft?
AFB III

In der Gleichung F = m · a werden die Masse m und die Beschleunigung a verändert. Schätze für jede Zeile ein, was passiert — ohne zu rechnen.

Wähle für jede Zeile eine Stufe: 1 = halbiert, 2 = bleibt gleich, 3 = verdoppelt, 4 = vervierfacht, 5 = verfünffacht. Mit der Tastatur: Tab zur Zeile, ←/→ zwischen den Stufen, Enter setzt.
1 = halbiert5 = verfünffacht
Die Masse bleibt gleich, die Beschleunigung wird verdoppelt.
Die Masse wird verfünffacht, die Beschleunigung bleibt gleich.
Die Masse wird verdoppelt und die Beschleunigung halbiert.
Die Masse wird halbiert, die Beschleunigung bleibt gleich.
Die Masse wird verdoppelt und die Beschleunigung ebenfalls verdoppelt.
F = m · a ist ein reines Produkt: Jeder Faktor wirkt sich direkt auf F aus, und zwei Änderungen multiplizieren sich (Zeile 5: 2 · 2 = 4). Heben sich die Änderungen auf (Zeile 3: 2 · 0,5 = 1), bleibt F gleich. Der typische Fehler ist, die beiden Faktoren zu addieren statt zu multiplizieren. Überlegen ist hier schneller als Rechnen — und die Einheit kg·m/s² bleibt dabei immer dieselbe.