Aufgaben: Gewitter und Schutz

Bei einem Gewitter laden sich Wolken elektrisch auf.

1. a) Wodurch entsteht in der Wolke die Ladungstrennung (in einfachen Worten)?

1. b) Was ist ein Blitz physikalisch gesehen?

Du siehst einen Blitz und hörst erst später den Donner.

1. a) Warum hörst du den Donner später?

1. b) Welche Entfernung hat ein Gewitter, wenn zwischen Blitz und Donner $6\,\text{s}$ vergehen? Rechne mit $340\,\frac{\text{m}}{\text{s}}$.

Nenne drei Verhaltensregeln bei einem Gewitter im Freien.

Auf dem Dach der Schule in Dortmund ist ein Blitzableiter angebracht.

1. a) Erkläre seine Funktion.

1. b) Warum muss er gut leitend mit der Erde verbunden sein?

Ein Auto wird auf der Autobahn von einem Blitz getroffen. Die Insassen bleiben unverletzt.

1. a) Wie heißt das Prinzip, das sie schützt?

1. b) Erkläre, warum im Inneren keine gefährliche Spannung auftritt.

Zwischen Blitz und Donner vergehen zunächst $15\,\text{s}$, später $9\,\text{s}$.

1. a) Berechne beide Entfernungen ($v = 340\,\frac{\text{m}}{\text{s}}$).

1. b) Nähert sich das Gewitter oder entfernt es sich? Mit welcher Geschwindigkeit, wenn $2\,\text{min}$ zwischen den Messungen liegen?

Eine Wandergruppe in der Eifel wird von einem Gewitter überrascht. Eine Person will sich unter eine einzeln stehende Eiche stellen, eine andere will sich flach auf den Boden legen, eine dritte will mit geschlossenen Füßen in die Hocke gehen.

1. a) Beurteile jede Idee.

1. b) Erkläre, was Schrittspannung ist und warum man die Füße eng zusammenstellt.

Ein Flugzeug wird häufig vom Blitz getroffen, ohne dass Passagiere zu Schaden kommen.

1. a) Begründe dies mit dem Faradayschen Käfig.

1. b) Warum ist ein Käfig aus Metallgitter ähnlich wirksam wie eine geschlossene Metallhülle?

1. c) Warum können dennoch Radio und Handy im Auto gestört sein?

Die Entfernung eines Gewitters wird oft mit der Faustregel „Sekunden geteilt durch 3 ergibt Kilometer“ geschätzt.

1. a) Begründe die Regel rechnerisch ($v_\text{Schall} = 340\,\frac{\text{m}}{\text{s}}$).

1. b) Warum darf man die Laufzeit des Lichts vernachlässigen? Rechne für $2\,\text{km}$ mit $c = 300.000\,\frac{\text{km}}{\text{s}}$.