Physikalisch-technische Grundlagen Aufgabenblatt 2

Physikalisch-technische Grundlagen
Aufgabenblatt 2
1. 3 Sekunden nach dem Start erreichte ein Rennwagen die Geschwindigkeit 80 km/h. Berechne die
durchschnittliche Beschleunigung!
2. Ein Flugzeug, das zunächst mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit von 160m/s fliegt, beschleunigt
15s lang mit a = 6,5m/s². Welche Geschwindigkeit hat es danach?
3. Ein Motorradfahrer, der nachts mit 90km/h auf einer geraden Landstraße fährt, muss plötzlich scharf
bremsen (mit a=-6m/s²), weil er in 100m Entfernung einen Baumstamm quer über die Straße liegen sieht.
Kann der Motorradfahrer noch vor dem Baumstamm halten, wenn man eine Reaktionszeit von 0,5s
annimmt?
4. Ein Lastzug der Länge L=15m fährt mit einer Geschwindigkeit von 54km/h. Ein PKW von m Länge
überholt ihn mit 90km/h. 35m hinter dem LKW schert er auf die Gegenfahrbahn aus und ordnet sich 35 m
vor dem LKW wieder ein.
a)Wie groß ist die Überholzeit und welche Strecke fährt er auf der Gegenfahrbahn?
b)Dem überholenden PKW aus Aufgabe 4 kommt ein Auto mit 108 km/h entgegen.
Bei welchem Abstand zu diesem Auto darf der PKW nicht mehr zum Überholen ansetzen, wenn der
Überholvorgang 2s vor einer möglichen Kollision abgeschlossen sein soll?
5. Mit welcher Kraft F muss man einen LKW mit der Masse 12t gleichmäßig beschleunigen, um innerhalb
von 30s die Geschwindigkeit 80km/h zu erreichen?
6. Ein Körper der Masse 200kg soll innerhalb von 5s auf eine Höhe von 8m gehoben werden. Auf der ersten
Hälfte des Weges erfolgt die Bewegung beschleunigt, auf der zweiten verzögert, wobei Beschleunigung
und Verzögerung im Betrage gleich und die Endgeschwindigkeit 0 ist. Wie groß sind die aufzuwendenden
Kräfte für die beiden Weghälften?
7. Ein Text zur Impetustheorie von Johannes Buridan (1295 – 1366)
Wir müssen schließen, dass ein Beweger, wenn er einen Körper bewegt, diesem einen bestimmten Impetus
aufdrückt, eine bestimmte Kraft, die diesen Körper in der Richtung weiterzubewegen vermag, die ihm der
Beweger gegeben hat, sei es nach oben, nach unten, seitwärts oder im Kreis. Der mitgeteilte Impetus ist
in dem gleichen Maße kraftvoller, je größer der Aufwand an Kraft ist, mit dem der Beweger dem Körper
Geschwindigkeit verleiht. Durch diesen Impetus wird der Stein weiterbewegt, nachdem der Werfer
aufgehört hat, ihn zu bewegen. Aber wegen des Widerstandes der Luft und auch der Schwerkraft des
Steins, die ihn ständig in eine dem Streben des Impetus entgegengesetzte Richtung zwingen möchte, wird
der Impetus immer schwächer. Darum muss die Bewegung des Steins allmählich immer langsamer
werden. Schließlich ist der Impetus so weit geschwächt oder vernichtet, dass die Schwerkraft des Steins
überwiegt und den Stein abwärts zu seinem natürlichen Ort bewegt.
Formulieren Sie die Impetustheorie mit eigenen Worten! Wie müsste der Text mit Hilfe der Newtonschen
Mechanik heißen?
8. In der Schwerelosigkeit eines Weltraumlabors lässt sich eine leere Coladose nicht von einer vollen Dose
mittels der Schwerkraft - wie auf der Erde - unterscheiden. Wie kann man im Weltraumlabor trotzdem
eine leere von einer vollen Dose unterscheiden, ohne diese zu öffnen?
9. Baron Münchhausen erzählt: "Bei der Verfolgung eines Hasen wollte ich mit meinem Pferd über einen
Morast setzen. Mitten im Sprung musste ich erkennen, dass der Morast viel breiter war, als ich
anfänglich eingeschätzt hatte. Schwebend in der Luft wendete ich daher wieder um, wo ich hergekommen
war, um einen größeren Anlauf zu nehmen. Gleichwohl sprang ich zum zweiten Mal noch zu kurz und fiel
nicht weit vom anderen Ufer bis an den Hals in den Morast. Hier hätte ich unfehlbar umkommen müssen,
wenn nicht die Stärke meines Armes mich an meinem eigenen Haarzopf, samt dem Pferd, welches ich fest
zwischen meine Knie schloss, wieder herausgezogen hätte."
Analysieren Sie den Text und begründen Sie, welche Aussagen der Erzählung aus physikalischen Gründen nicht
wahr sein können.