QUIZ: Teste dein Wissen rund um Technik und Naturwissenschaften

Die Mechanik als Teilgebiet der Physik beschreibt die Bewegung von festen, flüssigen oder gasförmigen Körpern unter dem Einfluss von Kräften. Das Allergrößte bis zum Allerkleinsten wird erforscht. Ohne Physik und Mechanik wäre unser technischer Fortschritt nicht denkbar.

Smartphones wie wir sie heute kennen, haben mehr Funktionen als vollständige PCs in den 90er Jahren. Durch die unzähligen Apps, die uns zum Download zur Verfügung stehen, können die Funktionen des Smartphones zudem beliebig erweitert werden. Das erste Smartphone konnte Mails und Faxe versenden, verfügte über einen Kalender, ein Adressbuch, hatte Spiele installiert und war das erste Smartphone mit Touchscreen.

Ein Raumschiff tritt mit circa 20.000km/h Geschwindigkeit wieder in die Atmosphäre ein. Die Atmosphäre bremst das Raumschiff stark ab und heizt sich an der Druckwelle, die durch die Komprimierung der Luft entsteht, bis auf mehrere tausend Grad Celsius auf. Zwar leitet ein stumpfer Körper die Hitze besser ab als ein Körper mit wenig Luftwiderstand, dennoch würde das Raumschiff ohne Hitzeschild verglühen.

Ein stark tropfender Wasserhahn kann auch mehr als 1 Liter in der Stunde verlieren, am Tag können somit bis zu 45 Liter verloren gehen. Auch, wenn der Wasserhahn nur 1x pro Minute tropft, kommen immerhin 0,4 Liter Wasser zusammen. Sind es drei Tropfen pro Minute, dann erhöht sich die Wassermenge auf 1,1 Liter an einem Tag.

Ein tropfender Wasserhahn sollte somit schnellstmöglich repariert werden, da er hohe Kosten verursachen kann. Wer keinen eigenen Brunnen hat, muss für das Wasser aus der Leitung bezahlen.

Als regenerative oder erneuerbare Energien werde Energien bezeichnet, die praktisch unerschöpflich zur Verfügung stehen oder sich schnell wieder erneuern.

Zu den regenerativen/erneuerbaren Energien zählen Energiequellen wie Wasserkraft, Windenergie, Sonnenenergie, Biomasse und Erdwärme.

Alleine das Sonnenlicht liefert zehntausendfach mehr Energie als alle Menschen benötigen. Das Bild zeigt dir, wie viel Platz für Sonnenkollektoren nötig wäre, um den Strombedarf Deutschlands, der EU oder weltweit zu decken.

Der große Unterschied zwischen einem Dieselmotor und einem Benzinmotor (Ottomotor) ist, dass der Dieselmotor selbstzündend ist und somit keine Zündkerzen benötigt. Der Benzinmotor benötigt im Gegensatz dazu den Zündfunken einer Zündkerze, um starten zu können.

Damit sich der Dieselmotor selbst entzündet wird Diesel in die Zylinder gespritzt. Die Kolben verdichten den Diesel und die Kompression erhitzt das Gas auf 700 - 900° Celsius, dadurch entzündet sich der Diesel selbst. Durch die Explosion dehnt sich die Luft im Zylinder schlagartig aus und drückt so den Kolben hinunter. Die chemische Energie des Diesels wird über Wärme in mechanische Energie umgewandelt.

Schall ist eine mechanische Welle die sich in festen Stoffen, Flüssigkeiten und Gasen ausbreiten kann. Die Schallgeschwindigkeit und damit auch die Wellenlänge und die Frequenz können sehr unterschiedlich sein. Bei Gasen und kleinen Körpern ist sie beispielsweise am größten. Die Schallgeschwindigkeit ist zudem auch stark temperaturabhängig. Bei konstanter also fast gleichbleibender Temperatur breitet sich der Schall gradlinig aus. Zudem kann der Schall gebrochen, absorbiert oder reflektiert (Echo) werden.

Das Wort Roboter leitet sich aus dem tschechischen Wort „robota“ ab. Robota bedeutet übersetzt Frondienst oder Zwangsarbeit.

Bevor das Wort Roboter verwendet wurde, hießen solche Maschinen Automaten oder Halbautomaten.

Elektrische Systeme (z.B. Radio, Innenlicht, …) von diesel- und benzinbetriebenen Autos werden während der Fahrt von einer Lichtmaschine mit Strom versorgt. Die Lichtmaschine wird mit einem Riemen vom Verbrennungsmotor im Auto angetrieben. Als elektrischer Generator wandelt die Lichtmaschine die mechanische Energie in elektrische Energie um. So liefert sie den Strom für den Verbrauch und ladet die Starterbatterie.

Im Gegensatz dazu werden Elektroautos rein batterieelektrisch betrieben. Die Autobatterie kann mit Strom oder über die Bremsenergie wiederaufgeladen werden und versorgt alle Systeme des Autos.

Hybridautos wiederum haben einen Verbrennungsmotor und einen Elektromotor eingebaut. Die Starter- und Boardnetzbatterie kann in diesen Autos durch die kinetische Energie während der Verzögerungs- und Bremsphasen und an der Ladestation geladen werden.

Brennstoffzellenfahrzeuge gewinnen ihren Strom für den Betrieb durch einen chemischen Prozess in der Brennstoffzelle. Diese Autos werden mit Wasserstoff, Alkoholen oder Amoniak getankt. Der Strom wird direkt für die Fahrt verwendet und zusätzlich in einer Antriebsbatterie gespeichert.

Die Luft besteht hauptsächlich aus zwei Gasen: Stickstoff mit rund 78,08 Vol.-% und Sauerstoff mit rund 20,95 Vol.-%. Es gibt auch noch weitere Gase in der Luft, aber der Anteil ist sehr gering.

Ohne Sauerstoff könnten viele Lebewesen auf der Erde nicht Leben. Der Sauerstoffanteil in der Luft schwankte im Laufe der letzten Milliarden Jahre zwischen Phasen mit über 30 Vol.-% (Volumsprozent) und 15 Vol.-%.

Mit zunehmender Höhe, also in den Bergen, wird die Luft durch den abnehmenden Luftdruck immer dünner. Diese dünne Luft hat weniger Moleküle und dadurch auch weniger Sauerstoff, was für den Menschen gefährlich sein kann. Sinkt der Sauerstoffgehalt unter 15 Vol.-% so wird die körperliche und geistige Leistungsfähigkeit zunehmend verringert. Bei 10 Vol.-% werden Menschen bewusstlos, bei unter 8 Vol.-% erstickt ein Mensch nach wenigen Minuten.

Die Künstliche Intelligenz (KI) ist ein Teilbereich der Informatik. Mir ihr wird versucht menschliches Denken und Lernen auf den Computer und dessen Systeme zu übertragen. Dadurch soll es möglich werden dem Computer selbst Intelligenz zu verleihen. Durch einen Algorithmus, also eine Regel oder Vorgehensweise die Schritt für Schritt ausgeführt wird, um Probleme und Aufgaben zu lösen, ist die KI dazu in der Lage selbst zu lernen und eigenständig Aufgaben zu erledigen.

Künstliche Intelligenz findest du beispielsweise in Alexa und Siri. Auch die automatische Erkennung von Gesichtern auf Fotos wird von einer KI durchgeführt.

Joseph Nicéphore Niépce und Louis Daguerre sind die Erfinder der Fotografie. Für das erste Foto der Welt (Ausblick aus dem Fenster in Le Gras, 1826) belichtete Joseph Nicéphore Niépce 8-10 Stunden lang eine mit Asphalt beschichtete Zinnplatte.

Volt (V) bezeichnet die Einheit für elektrische Spannung und beschreibt dabei die Menge an Energie, die in den einzelnen Elektronen vorhanden ist. Zudem gibt die Einheit Volt auch Auskunft darüber, wie viel Leistung durch eine Stromleitung bereitgestellt werden kann. Eine Haushaltssteckdose in Österreich liefert beispielsweise eine Spannung von 230 Volt. In Japan sind es nur 110 Volt und in Kanada 120 Volt.

Für elektrischen Strom müssen geladene Teilchen fließen. Für dieses Fließen ist eine elektrische Spannung Voraussetzung. Die elektrische Spannung ist der Druck oder die Kraft auf die freien Elektronen und entsteht, wenn Ladungen getrennt vorliegen. Auf der einen Seite positive Ladungen +++ und auf der anderen Seite negative Ladungen - - -, die sogenannte Potenzialdifferenz.

Das Wort „legieren“ stammt aus dem Lateinischen und bedeutet „verbinden“ oder“ vereinen“. Eine Legierung ist eine Mischung aus zwei oder mehreren Stoffen, wovon mindestens einer davon ein Metall sein muss. Ziel einer Legierung ist es ein Material zu erhalten, welches bessere Eigenschaften aufweist als die Grundmaterialien im Einzelnen.

Ein bekanntes Beispiel für eine Legierung ist Bronze. Bronze ist eine Mischung aus viel Kupfer mit ein wenig Zinn.

Eine chemische Eigenschaft ist der PH-Wert. Der PH-Wert ist ein Maßstab, um zu bestimmen, ob eine Lösung sauer oder basisch (auch alkalisch genannt) ist. Der PH-Wert hat keine Einheit, sondern ist auf einer Skala von 0-14 definiert. Bei PH-Werten unter 7 ist eine Lösung sauer (z.B. Salzsäure, Coca Cola und Essig), liegt der Wert über 7, dann ist die Lösung basisch (z.B. Seife, Backpulver und Kalk). Lösungen mit einem PH-Wert von 7 werden als neutral bezeichnet (z.B. Wasser). Der Unterschied zwischen einer Säure und einer Base ist, dass die Säure Protonen spendet und die Base als Protonen aufnimmt.

Papier wird hauptsächlich aus Fasern von Bäumen hergestellt. Diese Fasern nennt man Zellstoff. Zellstoff wird hauptsächlich aus Bäumen gewonnen. Das Holz wird entrindet, geschnitzelt und anschließend chemisch aufgeschlossen.

Es gibt mehr als 3000 Papiersorten weltweit.

Gemessen an der Energieabgabe benötigen „nicht wiederaufladbare“ Batterien 500-mal mehr Energie und Material für ihre Produktion als „wiederaufladbare“ Batterien, da sie nur einmal verwendet werden. Doch können auch „nicht wiederaufladbare“ Batterien nochmals auf bis zu 50-60% der ursprünglichen Ladung aufgeladen werden. Hierbei ist jedoch äußerste Vorsicht geboten.

Bei zu hohem Ladestrom wird das Gehäuse der Batterie durch die chemische Reaktion im inneren dünn und undicht. Das kann dazu führen, dass sie ausläuft. Auch kann die Batterie während dem Laden überhitzen und letztendlich platzen.

Um die Batterie dennoch wieder aufzuladen, muss sie mit einem sehr geringen Ladestrom geladen und 50-mal pro Sekunde wieder etwas entladen werden. Das heißt sie wird geladen, die Hälfte wird wieder entladen, anschließend wird sie wieder geladen und die Hälfte wieder entladen. Dieser Prozess dauert viele Stunden und das Risiko, dass die wiederaufgeladene Batterie ausläuft, ist groß.

Wenn wir in die Luft springen, zieht uns die Gravitation wieder auf den Boden zurück.

Ein Gegenstand, in unserem Fall ein Stein, der durch ein Loch zur Mitte der Erde geworfen wird, würde anfangs immer schneller auf den Mittelpunkt zurasen. Wenn er dort mit voller Geschwindigkeit ankommt und dann den Mittelpunkt überschreitet, wird er in der anderen Richtung abgebremst. Die Gravitation zieht den Stein wieder zur Mitte der Erde zurück. Zurück auf der anderen Seite würde der Stein wieder auf die gleiche Weise abgebremst und zurück in die Mitte gezogen werden. Somit würde er hin und her schwingen, bis er durch die gleich wirkenden Anziehungskräfte in der Mitte irgendwann zum Stillstand kommt und kein Gewicht mehr messbar ist.