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06.06.17
23:45
E-Phase, 2. Klausur Physik, Lösungen
Aufgabe 1:
Welchen Sachverhalt bezeichnet man in der Physik als „Unabhängigkeitsprinzip“? Erläutern Sie kurz anhand eines Beispiels.
Jeder Körper ist in der Lage, mehrere Bewegungen unabhängig voneinander gleichzeitig
auszuführen. Dabei beeinflussen sich die Bewegungen gegenseitig nicht! Ein außenstehender
Beobachter sieht lediglich die „Summe“ aller Bewegungen. Beim senkrechten Wurf nach oben steigt
und fällt ein Körper gleichzeitig! In der Steigphase überwiegt die gleichförmig geradlinige Bewegung
nach oben, in der Fallphase die gleichmäßig beschleunigte Bewegung nach unten.
Aufgabe 2:
Mit welcher Kraft muss ein Auto, m = 1,5 t, aus der Geschwindigkeit 63 km/h gebremst werden, damit es auf einer Strecke
von 50 m zum Stehen kommt?
F = m·a = m·
1500·632
v2
=
= 4593,75 N
100·3,62
2·s
Aufgabe 3:
Eine vertikal aufwärts geschossene Kugel kommt nach 40 s wieder am Ausgangspunkt an. Berechnen Sie die Steigzeit und
Steighöhe so wie Anfangs- und Endgeschwindigkeit.
Die Steigzeit ist die halbe Flugdauer, also T Steig = 20 s; die Steighöhe beträgt H = ½·g·t² = 1962
m; Anfangs- und Endgeschwindigkeit müssen gleich sein, und zwar v0 = g·t = 196,2 m/s.
Aufgabe 4:
Ein Fahrzeug mit der Masse m = 850kg wird auf einer horizontalen Straße durch eine konstante Kraft in der Zeit t = 15s
von v1 = 60km/h auf die Geschwindigkeit v2 = 120km/h beschleunigt (keine Reibung). Wie groß ist der Zuwachs an
kinetischer Energie?
 1202  602 
Ekin = E2 – E1 = ½m  v 22  v12  = 425· 
 J  354166,67 J
3,62


Aufgabe 5:
Ein Automotor entwickelt bei „Vollgas“ eine Leistung von 50 kW. Berechnen Sie die vom Motor bereitgestellte Kraft, wenn
das Fahrzeug
a) im 1. Gang mit einer Geschwindigkeit von v1 = 5 m/s steil bergauf,
P = F·v  F =
P
v

50000 Nm  s
5 ms
= 10 kN
b) im 4. Gang bei gleicher Leistung auf ebener Strecke mit v 2 = 108 km/h fährt.
F =
©pegeos
P
v

50000 Nm  s
30 m  s
= 1,67 kN