Transcript
MST Physik
Übungen zur Physik I Übungsblatt 7 Aufgabe 1 Das Bild zeigt eine Kugel, die von oben gegen die Bande eines Billardtisches stößt. Dabei soll sich die horizontale Komponente der Geschwindigkeit nicht ändern. Bestimmen Sie den Verlust der kinetischen Energie.
Aufgabe 2 Eine Granate der Masse m 0=5⋅m gleitet mit einer Geschwindigkeit von v 0=10 m / s horizontal auf einer glatten Oberfläche. Nach einer bestimmten Zeit explodiert sie in zwei Stücke, mit den Massen m 1=2⋅m und m 2=3⋅m . Von Stück m1 beträgt die Geschwindigkeit v 1=20 m /s und es bewegt sich senkrecht zum Stück m2. Bestimmen Sie die Geschwindigkeit v2 von Stück m2.
Aufgabe 3 Eine Billardkugel K0 stößt elastisch gegen zwei andere Kugeln K1 und K2, die sich in Ruhe befinden. Bestimmen Sie die Anfangsgeschwindigkeit v0 der Kugel K0, wenn die Kugeln K1 und K2 jeweils mit einer Geschwindigkeit von v=6 m /s einlochen, und sich Kugel K0 nach dem Stoß rückwärts bewegt.
Aufgabe 4 Ein homogener Ring mit einer Masse von M=200g und einem Radius von R=50cm rollt ohne zu gleiten über eine horizontale Oberfläche. Für eine bestimmte Zeit beträgt seine Winkelgeschwindigkeit ω=10rad /s . Bestimmen Sie für diesen Zeitpunkt seine kinetische Energie. Die Ringdicke sei vernachlässigbar.
Aufgabe 5 Zum weiteren Dehnen einer vorgespannten Feder, die eine Federkonstante 1 N/cm hat, auf 4 cm Länge wird die Spannarbeit 0,06 J aufgebracht. Um welche Länge gegenüber ihrer Ruhelage war die Feder anfangs gespannt?
Aufgabe 6 Ein Klotz bewegt sich auf einer gekrümmten Bahn. Bestimmen Sie den Abstand d. m Vernachlässigen Sie die Reibung. g =10 2 s
Aufgabe 7 Ein Tank mit A= 2 m² Grundfläche soll 3 m hoch mit Wasser gefüllt werden. Berechnen Sie die von der Pumpe zu verrichtende Arbeit, wenn das Wasser: a) von oben einläuft, b) durch eine Öffnung im Boden hineingedrückt wird.
1
Aufgabe 8 Eine Scheibe (d1= 15mm) ist starr mit einer Achse (d2= 1,5mm) verbunden. Auf beiden Seiten der Scheibe ist je ein Faden auf der Achse aufgerollt. Die beiden Enden der Fäden sind oben befestigt. Wie verhält sich die Zeit t1, in der die Scheibe um die Strecke h herab sinkt, zu der für diese Strecke erforderlichen Fallzeit t2 bei freiem Fall der Scheibe+Achse. Vernachlässigen Sie die Masse der Achse.
A B
d2
Aufgabe 9
d1
Ein Kind mit einer Masse m=40kg rutscht aus der Ruhe heraus eine 8,0m lange Rutsche hinunter, die einen Winkel von 30° zur Horizontalen bildet. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Kind und Rutsche beträgt µH=0,35. Welche Geschwindigkeit hat das Kind am Ende der Rutsche?
Aufgabe 10 Eine Masse m 2=4kg hängt an einem leichten Seil, das über eine masselose, m1 reibungsfreie Rolle mit einer Masse m 1=6kg verbunden ist, die auf einer horizontalen Fläche liegt. Der Gleitreibungskoeffizient ist µ Gl=0,2. Zunächst wird die Masse m1 gegen eine Feder mit einer Federkonstanten von c=180N /m gedrückt, wodurch diese 30cm zusammengedrückt wird. Wie schnell sind beide Körper, nachdem die Masse m 1 losgelassen wurde und um 40cm gesunken ist.
m2
Aufgabe 11 Auf der schieben Ebene eines Keils der Masse m K= 2m wird ein kleiner Körper der Masse m gehalten. Das System befindet sich auf einer reibungsfreien Tischplatte in Ruhe. Nach dem Loslassen des Körpers rutscht dieser reibungsfrei die schiefe Ebene des Keils herunter und legt dabei eine Höhendifferenz h zurück. Danach gleitet er reibungsfrei mit der Geschwindigkeit v über die Tischplatte. Berechnen Sie die Geschwindigkeit v K des Keils für den Zeitpunkt zudem der Körper den Keil verlässt.
vk
h 2m
v
Lösungen Aufgabe 1:
Aufgabe 4:
Δ E=28 Nm m v 2=10 s m v 0=9 s E Kin=5Nm
Aufgabe 5: Aufgabe 6:
s=2cm d=10m
Aufgabe 7:
(a)W =1,77105 J (b)W =0,83310 5 J t1 = √51 t2
Aufgabe 2: Aufgabe 3:
Aufgabe 8: Aufgabe 9: Aufgabe 10:
m s m v=1,95 s
v E =5,56
Aufgabe 11: v K =
√
g⋅h 3
2
