(Originais Teachy 2023) - Frage Mittel von Physik

Betrachten Sie ein System zur Erzeugung von Windenergie, bei dem die Windkraft genutzt wird, um die Rotorblätter eines Generators zu drehen. Die Rotorblätter eines Windkraftwerks haben eine Form, die optimiert ist, um die maximale Menge an kinetischer Energie aus dem Wind zu erfassen. In einem interdisziplinären Bericht über Physik und Biologie diskutieren Sie, wie das Wissen über die Gesetze der Physik, insbesondere die Prinzipien der Energieerhaltung, im Entwurf und in der Optimierung von Rotorblättern von Windkraftanlagen angewendet werden kann. Darüber hinaus analysieren Sie, wie das Studium der Morphologie und Aerodynamik von Vögeln und Insekten das Design effizienterer Rotorblätter inspirieren kann, wobei Aspekte wie die Form, die Größe und die Anordnung der Blätter berücksichtigt werden. Schließlich bewerten Sie kritisch die Umweltauswirkungen der Windenergieerzeugung, vergleichen sie mit anderen Formen der Energieerzeugung und schlagen mögliche Lösungen zur Minderung der identifizierten negativen Auswirkungen vor.

Auf einem Parkplatz werden konvexe Spiegel angebracht, um das Blickfeld der Fahrer zu vergrößern. Stellen Sie sich vor, ein Fahrer justiert seinen Spiegel so, dass dessen Brennweite 50 cm beträgt. Unter Berücksichtigung der typischen Eigenschaften konvexer Spiegel: Welches charakteristische Merkmal besitzt das Bild, das der Fahrer dadurch wahrnimmt?

In einer Forschungsumgebung leiten Wissenschaftler den Wasserfluss durch einen Schlauch, um Durchflussexperimente durchzuführen. Der Innendurchmesser des Schlauchs beträgt 4 Zentimeter und die durchschnittliche Fließgeschwindigkeit des Wassers beträgt 50 Zentimeter pro Sekunde. Wie hoch wäre der Durchfluss des Wassers, das durch den Schlauch fließt?