13. Sächsische Physikolympiade

13. Sächsische Physikolympiade
Aufgabe 130611– Schnee
1. Stufe
Klassenstufe 6
Die Dichte von Wasser beträgt 1 t
m 3, frisch gefallener Schnee hat eine Dichte 0,2 g
cm 3.
a) Bestimme die Masse einer 20cm dicken Schicht aus frisch gefallenem Schnee auf einem
Flachdach von 5m Breite und 6m Länge.
b) Gib an, wie viel Liter Wasser entstehen, wenn dieser Schnee schmilzt.
c) Ermittle, wie viel Kubikzentimeter Schnee geschmolzen werden müssten, um einen Liter
Wasser zu erhalten.
d) Berechne, wie viel Kubikdezimeter Luft in einem Kubikmeter Schnee enthalten sein
müssten (die Masse der Luft ist zu vernachlässigen).
Im Winter 2010/11 entstand in verschiedenen Regionen Sachsens durch extreme Witterungsverhältnisse
eine Gefahrensituation: Auf vielen Hausdächern türmte sich nasser Schnee von
beträchtlicher Höhe, so dass einige Dachkonstruktionen der Schneelast nicht mehr standhalten
konnten. Während man im Normalfall mit einer Schneelast von maximal 150 kg
m2 (Flächenbelastung)
rechnet, betrug die Belastung durch den Nassschnee in diesem Katastrophen-Winter
bis zu 350 kg
m2. e) Nimm an, dass der Nassschnee auf dem oben beschriebenen Dach etwa 80cm hoch lag
und berechne daraus die Dichte des Nassschnees in g
cm 3.
Aufgabe 130612
Zwischen Heisenberg und Bohrsdorf fahren Kleinbahnzüge in einem festen Takt.
(Siehe Arbeitsblatt: Graphischer Fahrplan)
a) Entnimm dem graphischen Fahrplan möglichst viele Informationen über den Zugverkehr
zwischen Heisenberg und Bohrsdorf!
b) Physli fährt an einem Ferientag mit dem Fahrrad auf dem parallel zur Eisenbahnstrecke
verlaufenden Fahrradweg von Heisenberg nach Bohrsdorf. Er startet 09:15 Uhr; seine
Durchschnittsgeschwindigkeit beträgt 7km/h. – Trage die Bewegung von Physli in den
graphischen Fahrplan ein! Ermittle damit, wie viele Züge ihn auf seiner Fahrt von Heisenberg
nach Bohrsdorf überholen!
Verein zur Förderung der Sächsischen Physikolympiade

c) Die Betreibergesellschaft der Kleinbahnstrecke verheist in ihren Werbeprospekten: „Der
besondere Höhepunkt einer jeden Fahrt: Die romantischen Unterwegs-Begegnungen
unsrer Züge“ - Durch den Ausfall einer Schrankenanlage dürfen an einem
anderen Tag auf dem Streckenabschnitt Heisenberg-Bohrsdorf ab 09:00 Uhr alle Züge
in beiden Richtungen nur noch halb so schnell fahren. Untersuche mit Hilfe eines
selbstgezeichneten Diagramms, wie sich dies auf die Unterwegs-Begegnungen entgegenkommender
Züge auswirkt!
Aufgabe 130613– Farbmischung
Stelle dir einen Farbkreisel mit den beiden Farben blau und gelb her. Benutze dafür eine
ausgediente CD als Schablone und übertrage ihre äußere Form auf weißes Papier. Schneide
den Kreis aus und färbe je eine Hälfte blau bzw. gelb ein. Klebe den so gefärbten Kreis mit
einem Klebestift auf die CD. Drücke das Papier in der Mitte der CD durch und befestige mit
Knete oder auch Heißkleber eine Murmel im Loch. Nun kannst du die CD kreiseln lassen.
(Hinweis: Statt Farbstiften kannst du auch einen Farbdrucker benutzen und je zwei Kreishälften
zusammen aufkleben.)
a) Beschreibe, wie sich Farben und Muster beim Kreiseln mit unterschiedlicher Geschwindigkeit
ändern!
Fertige weitere Zwei-Farb-Kreisel mit anderen Farben an. Stelle auch einen Kreisel mit den
drei Farben rot, grün und blau zu gleichen Anteilen her.
b) Wiederhole den Kreiselversuch und notiere wiederum deine Beobachtungen!
c) Erkläre jeweils, warum der beobachtete Farbeindruck entsteht!
Untersuche mit einer starken Lupe verschiedene Farben auf dem Fernsehschirm eines Fernsehers.
d) Vergleiche mit den Kreiselversuchen und gib eine kurze Begründung!
Schaue dir nun noch mit der Lupe verschiedenfarbige Ausdrucke eines Farbdruckers an.
e) Notiere wiederum die Ergebnisse deiner Untersuchungen!
f) Warum werden beim Farbdrucker zumeist Farbpatronen in den Farben Cyan (Türkis),
Magenta (Lila) und Gelb verwendet?
Verein zur Förderung der Sächsischen Physikolympiade

Aufgabe 130612 Startnummer
Graphischer Fahrplan: Heisenberg Bohrsdorf
s in km
Bohrsdorf 15
10
5
Heisenberg 0
t in min
09:00 09:30 10:00 10:30