1)      Ein Pkw wird innerhalb von 2 Sekunden von 90 km/h auf 54 km/h abgebremst.

a.      Berechne seine Bremsverzögerung !

b.      Welche Strecke legt er während des Bremsvorgangs zurück ?

c.       Wie groß ist die Bremsverzögerung, wenn er aus 90 km/h nach 50 m zum Stehen gebracht wird ?

2)      Ein Stein wird in einen Schacht fallen gelassen. Man hört ihn nach 5,8 Sekunden aufschlagen.

a.      Zeichne das Weg-Zeit-Diagramm für den freien Fall und das der zurückkehrenden Schall-welle (Schallgeschwindigkeit: 340 m/s) in ein Schaubild !

b.      Welche Schachttiefe ergibt das Diagramm ?

Hilfe: g = 10 ms-2 ; Abszisse: 1 cm entspricht 0,5 s; Ordinate: 1 cm entspricht 20 m

Tip: das Schallweg-Zeit-Diagramm ist ab 5,8 s „rückwärts“ zu zeichnen !

3)      Eine Eisenkugel (m = 2 kg) fällt von einem 110 m hohen Turm mit g = 10 ms-2 Fallbe-schleunigung. Welchen Weg legt sie in der 3. Sekunde zurück ?

4)  Ein Stein (m = 0,5 kg) wird mit vo = 8 m/s unter einem Winkel von 35o gegen die Horizon-tale nach oben aus einem 8 m hohen Fenster geworfen. Mit welcher Geschwindigkeit schlägt er am Boden auf?

5) Die zwei Pufferfedern eines Eisenbahnwagens (10 t Masse) werden um je 10 cm ein-gedrückt, wenn dieser mit der Geschwindigkeit 2 m/s auf ein festes Hindernis prallt. Wie groß ist die Härte D einer jeden Feder (Federkonstante)?

6) Ein Gewehr mit 6 kg Masse feuert eine Kugel von 30 g mit der Geschwindigkeit 700 m/s ab. Welche Geschwindigkeit erreicht das frei hängende Gewehr durch den Rückstoß?

7) Aus einem Boot der Masse 160 kg springt ein Junge von 40 kg in flachem Startsprung ins Wasser, wobei der Kahn durch den Rückstoß die Geschwindigkeit 0,75 m/s erhält.

a.      Mit welcher  Geschwindigkeit sprang der Junge ins Wasser?

b.      Mit welcher mittleren Kraft erfolgte der Absprung, wenn für die Absprungdauer 1/3 s an-genommen wird?

8) Ein Fallschirm sinkt mit der Geschwindigkeit 5,5 m/s. Aus welcher Höhe müßte man zu Übungszwecken frei herunterspringen, damit man dieselbe Endgeschwindigkeit erreicht ?

(g = 10 ms-2)

9) Ein Motorrad soll in 2 Sekunden von 54 km/h auf 90 km/h beschleunigt werden.

a.      Berechne die Beschleunigung !

b.      Welche Strecke legt es während des Beschleunigungsvorgangs zurück ?

c.       Wie groß ist  die Bremsverzögerung, wenn es aus 90 km/h nach 50 m zum Stehen gebracht wird ?

10) Ein Stein wird in einen Schacht fallen gelassen. Man hört ihn nach 5,8 Sekunden    auf-

    schlagen.

c.       Zeichne das Weg-Zeit-Diagramm für den freien Fall und das der zurückkehrenden Schall-welle (Schallgeschwindigkeit: 340 m/s) in ein Schaubild !

d.      Welche Schachttiefe ergibt das Diagramm ?

Hilfe: g = 10 ms-2 ; Abszisse: 1 cm entspricht 0,5 s; Ordinate: 1 cm entspricht 20 m

Tip: das Schallweg-Zeit-Diagramm ist ab 5,8 s „rückwärts“ zu zeichnen !

 

11) Ein Körper wird mit der Anfangsgeschwindigkeit  v0 = 15 m/s eine schiefe Ebene  vom Neigungswinkel 300 nach oben gestoßen. Nach einer Strecke von 15 m kommt er zur Ruhe.

a.  Wieviel % seiner ursprünglichen Energie gehen durch Reibung „verloren“ ?

b.  Wie groß ist der Gleitreibungskoeffizient ?

12) Die zwei Pufferfedern eines Eisenbahnwagens (8t Masse) werden um je 12 cm eingedrückt, wenn dieser mit der Geschwindigkeit 2 m/s auf ein festes Hindernis prallt. Wie groß ist die Härte einer jeden Feder ?

 

13) Eine 20 cm lange Schraubenfeder der Masse 50 g wird auf die Hälfte zusammengedrückt und so losgelassen, daß sie senkrecht nach oben schnellt. Welche Höhe über dem Boden erreicht das obere Ende, wenn die Federkonstante 150 N/m beträgt ? (Die Eigenschwingung der Feder soll nicht berücksichtigt werden!)

14) Ein Körper wird mit der Geschwindigkeit 30 m/s waagrecht aus einem Fenster ge-worfen.

a. In welcher Höhe über dem Boden befindet sich das Fenster, wenn er unter einem Winkel von 600 auf die Erde fällt ?

b. Nach welcher Zeit und mit welcher Geschwindigkeit schlägt er auf ?

15) Ein Körper braucht 3,6 s, um eine schiefe Ebene von 3 m Länge und dem Neigungswinkel 25o  herabzugleiten.  Berechne hieraus die Gleitreibungszahl  fgl  !

16) In einem Güterwagen steht eine Kiste von 300 kg Masse. Der Wagen fährt mit der Geschwindigkeit  72 kmh-1 . Welche Bremsdauer ist mindestens erforderlich, wenn die Kiste bei einem Haftreibungskoeffizienten von  fh  = 0,15  nicht von ihrem Platz wegrutschen soll ?

17) Ein Geschoß der Masse 20 g verläßt den Lauf eines Gewehrs der Masse 4,0 kg mit 800 m/s Geschwindigkeit. Wie groß ist die Rückstoßgeschwindigkeit des Gewehrs? Welche Kraft hat der Schütze auszuhalten, wenn er den Rückstoß in 0,10 s abfängt?

18) Durch eine rechtwinklig gebogene Röhre (Krümmer) von 20 cm2 Innenquerschnitt strömen pro Sekunde 1,5 l Wasser. Welche Kraft übt es auf den Krümmer aus?

19) Pkw A (vA = 72 km/h, mA = 1600 kg) und Pkw B (vB = 90 km/h, mB = 1200 kg) stoßen frontal völlig unelastisch aufeinander. Mit welcher Geschwindigkeit und in welcher Richtung bewegen sie sich nach dem Aufprall?

20) Auf eine waagerechte Fläche fallen Hagelkörner der Masse 4 g mit der Geschwindigkeit 15 m/s unelastisch auf. Es sind 80 solcher Hagelkörner in 1 m3 enthalten. Berechne den Druck, der auf dieser Fläche entsteht! (Zur Erinnerung: Druck = Kraft pro Fläche)

21) Ein Rotor auf einem Volksfest hat einen Durchmesser von 5 m.

a. Welche Geschwindigkeit muss die Seitenwand haben, dass man den Boden sen-

ken kann, ohne daß ein Körper von der Wand abgleitet ( fh = 0,25 ) ?

b. Wie viele Umdrehungen pro Sekunde macht der Rotor dabei ?

c. Welche Kraft übt hierbei ein Mann von 60 kg Masse auf die Seitenwand aus ?

       Stange            20 cm

 

                       m1               m2            

 

 

 

 

                                        f = n  Umdr./s

 
22) Zwei Körper der Massen m1  und  m2 , die punkt-

förmig angenommem werden sollen, sind durch einen

20 cm langen Faden verbunden (Abb.). Sie können

aber an der Stange frei verschoben werden. Welche

Abstände müssen m1 und m2 vom Drehpunkt haben, damit bei Rotation Gleichge-wicht herrscht ( es ist für allgemeine Massen m1 und m2 zu rechnen !) ?

23) Ein Zug der Masse 600 t durchfährt mit v = 72 km/h eine Kurve mit dem Krüm-

mungsradius 600 m.

a. Um wieviel muß bei der Spurweite 1,2 m die äußere Schiene überhöht sein, damit

beide Schienen gleichmäßig belastet werden ?

b. Wie groß ist dann die Belastung beider Schienen (zusammen) in der Kurve ?

24) In einem Rundkolben mit dem Volumen 336 cm3  befindet sich ein ideales Gas der Temperatur 00 C beim Druck 1013 mbar. Im Hals des Kolbens sitzt ein fein durchbohrter Gummistopfen. Dann wird der Rundkolben in ein Wasserbad der Temperatur 500 C getaucht. Wieviele Gasmoleküle entweichen durch die Bohrung des Gummistopfens, während sich das Gas erwärmt?

25) In einem sehr langen Kasten (quadratische Säule) der Querschnittsfläche 100 cm2 befinden sich zwei Mol Helium. Ein Mol Helium sind vier Gramm.

a. Welche Länge hat der Kasten?

b. Berechne die mittlere Geschwindigkeit der Heliumatome!

26) Die Luft in einem Zimmer von 4 m Länge, 3,5 m Breite und 2,7 m Höhe steht unter dem Druck 1 bar, ihre Dichte ist 1,293 kgm-3 . Wieviel kg Luft strömen aus dem Zimmer, wenn der Druck auf 967 mbar sinkt?