Physikalisch-technische Grundlagen Aufgabenblatt 4

Physikalisch-technische Grundlagen
Aufgabenblatt 4
1.Die Haftreibungszahl von Stahl auf Eis ist 0,03 und die Gleitreibungszahl 0,015. Ein Schlitten mit Kind
hat die Masse m = 35 kg, das Gefährt befindet sich auf einer horizontalen Eisfläche.
a) Welche Kraft braucht man, um den Schlitten samt Kind in Bewegung zu setzen?b) Welche Kraft
braucht man, damit man das Gefährt mit konstanter Geschwindigkeit ziehen kann?c) Welche
Beschleunigung erfährt der Schlitten, wenn die zum Anfahren nötige Kraft von a) auch nach dem
Anfahren weiter wirkt?d)Der Vater gibt nun dem Schlitten mit Kind Schwung, so dass dieser eine
Geschwindigkeit von 11 km/h hat, dann lässt er den Schlitten los. Nach welcher Strecke kommt das
Gefährt zum Stehen?
2..Berechnen Sie die Fallzeit eines Versorgungspakets, das aus einem in 2000 m Höhe stehendem
Hubschrauber geworfen wird. Welche Geschwindigkeit hat es am Aufschlagpunkt a) ohne b) mit
Berücksichtigung des Luftwiderstandes?
3. In welcher Entfernung vom Erdmittelpunkt wird ein Körper, der sich zwischen Erde und Mond
befindet, schwerelos? (Die Entfernung zwischen Erdmittelpunkt und Mondmittelpunkt beträgt
384400 km, die Masse des Mondes 1/81. der Erdmasse).
4. Das wievielfache der Erdmasse beträgt die Masse der Sonne? (Die Umlaufzeit der Erde um die
Sonne ist 365,24 Tage, die Entfernung Sonne-Erde 149500000 km, der Erdradius 6378 km. Setzen
Sie die Gravitationskraft gleich der Zentripetalkraft!)
5. Die Spitze des Minutenzeigers einer Turmuhr hat die Geschwindigkeit 1,5 mm/s. Wie lang ist der
Zeiger?
6. Ein PKW der Masse 1500 kg durchfährt eine Kurve vom Radius 15 m mit der Geschwindigkeit 10
m/s. Berechnen Sie die auftretende Zentralkraft!
7. An einem kreisenden Körper der Masse 5 kg, der sich in einer Sekunde 20 mal um seine Achse dreht
(Umdrehungsfrequenz), wirkt eine Zentralkraft von 30 000 N (=kg*m/s²). Berechnen Sie den
Kreisdurchmesser!
8. Mit welcher Kraft wird der Mond von der Erde auf seiner Kreisbahn gehalten? (Masse des Mondes
7,36*10²²kg, Umlaufzeit 27,3 Tage)
9. Der Durchmesser des Mondes ist 0,273 mal so groß wie der der Erde. Welche Gewichtskraft übt er
auf einen Körper mit der Masse 1 kg aus?
10. Nach jeweils welcher Zeit decken sich Minuten und Stundenzeiger der Uhr?
11. Innerhalb von 5 s macht ein Rad 120 Umdrehungen und verdoppelt dabei seine
Winkelgeschwindigkeit. Wie groß ist diese am Beginn und am ende des Vorganges?
12. Die Fallgeschwindigkeit eines Regentropfens beträgt bei Windstille 8 m/s. Am Wagenfenster eines
Zuges hinterlassen die Tropfen Spuren, die um 70° von der Senkrechten abweichen. Wie groß ist die
Geschindigkeit des Zuges?