Probeklausur

Probeklausur
Teil I: Fragen zum Stoff
1. Wie ist die mathematische Formel für die Berechnung der Momentangeschwindigkeit?(2)
2. Welcher Zusammenhang besteht zwischen Bahngeschwindigkeit und
Winkelgeschwindigkeit bei einer Kreisbewegung?(2)
3. Wenn man den freien Fall als gleichmäßig beschleunigte Bewegung rechnet, erhält man
häufig fehlerhafte Werte. Welche Kräfte muss man berücksichtigen, um zu realistischen
Ergebnissen zu kommen?(2)
4. Welchen Zusammenhang gibt es zwischen Schwingungen und Wellen?(2)
5. Wie lautet das Fermatsche Prinzip?(2)
6. Bei der Beleuchtungsmessung gibt es Größen, die an der Lichtquelle und Größen, die beim
Empfänger bestimmt werden. Nennen Sie für jede Art ein Beispiel!(2)
7. Was beweist der Doppelspaltversuch?(4)
8. Woran kann man die Wärmewirkung des Stromes sehen?(2)
9. Erläutern Sie die Ionenbindung am Beispiel des Salzkristalls!(4)
10. Leiten Sie die Differentialgleichung für einen Stromkreis mit Kondensator und Widerstand
über den Maschensatz her!(4)
Teil II: Aufgaben
Bitte bearbeiten Sie aus jedem Teilgebiet 3 Aufgaben Ihrer Wahl auf den Formblättern!
Mechanik
1. Eine Kiste rutscht eine 10 m lange Rampe hinunter, die zur Erde hin einen Winkel von 30°
bildet.a) Mit welcher Geschwindigkeit kommt die Kiste unten an, wenn man die Reibung
vernachlässigt? b)Welche Geschwindigkeit erreicht die Kiste, wenn man mit einem
Gleitreibungskoeffizienten von 0,2 rechnet?
2. Ein Mensch mit der Masse 80 kg falle ohne Fallschirm aus einem Flugzeug. a)Welche
Endgeschwindigkeit erreicht er bei einem Luftwiderstandsbeiwert von 1 und einer
Querschnittsfläche von 0,3 m²? (  L =1,3 kg /m³ )b) Wie groß darf die
Sinkgeschwindigkeit sein, wenn ein Mensch gefahrlos aus einer Höhe von 1,5 m springen
kann? c) Bei welcher Fallschirmfläche erreicht der Mensch diesen Wert? (cw=1,3 für eine
nach unten offene Halbkugel)
3. Ein Körper im freien Fall passiert 2 Messpunkte, die im Abstand von 10 m untereinander
liegen, im zeitlichen Abstand von einer Sekunde. Aus welcher Höhe über dem oberen
Messpunkt fällt der Körper und welche Geschwindigkeiten werden an den Messpunkten
gemessen, wenn Reibung und Luftwiderstand vernachlässigt werden?
4. Eine 1 kg schwere Kugel stößt mit 1 m/s auf dem Billardtisch eine ruhende ebenso schwere
Kugel an (zentraler elastischer Stoß). Bestimmen Sie mit Hilfe der Erhaltungssätze für
Energie und Impuls die Geschwindigkeiten nach dem Stoß!
Wellenlehre und Optik
5. Eine Seilwelle mit der Frequenz 0,6 Hz, der Amplitude 16 cm und der
Wellengeschwindigkeit 4 m/s startet bei 0/0. a) Wann beginnt das Teilchen bei x= 2m zu
schwingen? b) Welche Auslenkung hat das Teilchen bei x=1m nach 3 s?
6. Im Autorennen bewegt sich ein Auto mit 150 m/s. Wie verändern sich Wellenlänge und
Frequenz, wenn sich das Auto a) dem Beobachter nähert b) sich vom Beobachter entfernt?
c)Wie schnell ist ein Flugzeug, dessen Frequenz bei der Annäherung um 2/3 so hoch ist?
7. Eine Sammellinse habe die Brennweite 15 cm. a) Berechnen Sie Bildweite und Bildgröße,
wenn sich 25 cm vor der Linse ein 5 cm großer Gegenstand befindet! b)Vergrößern Sie die
Gegenstandsweite auf 100 cm. Berechnen Sie Bildweite und Bildgröße und fassen Sie Ihre
Ergebnisse in einem Satz zusammen! c) Was passiert bei Gegenstandsweiten von 2 cm?
8. Ein Doppelspalt der Breite 0,2 mm wird mit Laserlicht der Wellenlänge 545 nm beleuchtet.
Der Schirm befinde sich 4 m vom Doppelspalt entfernt. a)Bestimmen Sie die Breite des
Hauptmaximums (den Abstand der ersten Minima)!b) Wie weit liegt das zweite
Nebenmaximum von der Mitte entfernt?
Elektrizitätslehre
9. Ein Plattenkondensator hat Platten der Plattenlänge 10cm x 12 cm und einen Plattenabstand
von 1 mm. Er werde mit U1=100 V aufgeladen und dann von der Spannungsquelle getrennt.
a) Berechnen Sie die Kapazität des Kondensators und die Ladung Q1 auf einer
Kondensatorplatte und die Feldstärke E1 im Raum zwischen den Platten! b) Wie groß ist die
Spannung U2, wenn der Plattenabstand verdoppelt wird? Was passiert mit der Ladung Q2
und der Feldstärke E2?
10. Ein Schaltkreis enthalte 2 parallel geschaltete Widerstände von 100 und 300  und dazu
einen in Reihe geschalteten von 125  . a) Wie groß ist der Gesamtwiderstand? b)
Welche Spannung muss man anlegen, sodass der Strom im unverzweigten Kreis 0,5 A
annimmt? c) Wie groß ist der Strom an jedem der parallel geschalteten Widerstände?
11. Zwei gleich geladenen kleine Kugeln sind im selben Punkt an zwei 1m langen Isolierfäden
aufgehängt. Die Masse einer Kugel beträgt 1 g. Wegen ihrer gleichen Ladung stoßen sie sich
auf einen Mittelpunktabstand von 4 cm ab. Wie groß ist die Ladung einer Kugel?
12. In einen Ablenkkondensator tritt ein Elektronenstrahl, der die Beschleunigungsspannung
von 1200 V durchlaufen hat, genau in der Mitte zwischen den Platten ein. Der Kondensator
ist 6 cm lang und hat einen Plattenabstand von 4 mm. Wie groß darf die Ablenkspannung
höchstens sein? (Vernachlässigen Sie die Breite des Elektronenstrahls)