Aufgabenblatt 5 Dynamik

Leistungskurs Physik 11/1
Aufgabensammlung zur Dynamik I
(Ergebnisse in Klammern)
13.11..2007
Aufgabe 24:
Die Gleitreibungskraft, die zwischen zwei trocken aufeinander gleitenden Stahlstücken wirkt,
beträgt durchschnittlich 6 % von der Kraft, mit der die Stahlstücke aufeinander gepresst werden.
Blockierende Eisenbahnräder auf Stahlschienen sind ein Beispiel dafür. Wenden Sie diese
Aussage auf folgendes Problem an:
Für eine Lokomotive besteht die Auflage, das sie auf einem gegebenen Gleis mit blockierend
bremsenden Rädern längs der Bremsstrecke s = 500 m zum Stillstand gebracht werden kann. Mit
welcher Geschwindigkeit v0 darf die Lokomotive gefahren werden ? (88,2 km/h)
Betrachten Sie den Bremsvorgang als eine gleichmäßig (negativ) beschleunigte Bewegung.
Rechnen Sie mit g = 10 m/s2.
Aufgabe 25:
Über eine Rolle mit waagerechter Achse ist ein Faden gelegt. An dessen Enden hängen zwei
gleiche Massen m1 = m2 = 200 g. Auf der einen Seite wird ein Zusatzkörper angebracht. Er hat die
Masse m0. Von der Masse der Rolle und des Fadens, sowie von der Reibung der Rolle soll bei der
Bearbeitung abgesehen werden. Rechnen Sie mit g = 9,81 m/s2.
Welche Masse m0 muss der Zusatzkörper haben, damit alle drei Körper gemeinsam die
Beschleunigung a = 0,121 m/s2 erfahren ? (5,0 g)
Aufgabe 26:
Zwei Wagen mit den Massen m1 = 1000 g und m2 = 500 g sind auf einer horizontalen, geraden
Bahn reibungsfrei beweglich. Die Wagen sind mit einem als masselos zu denkenden Faden
miteinander verbunden. Am ersten Wagen greift die Kraft F = 10 N an. F bildet mit der
Horizontalen den Winkel = 300.
a) Berechnen Sie die Kraft F1, mit der das Wagengespann beschleunigt wird. (8,66 N)
b) Berechnen Sie die Beschleunigung a der Wagen. ( 5,77 m/s2)
c) Berechnen Sie die Kraft F2, die auf den zwischen den Wagen ausgespannten Faden ausgeübt
wird. (2,89 N)
Aufgabe 27:
Zwei Kugeln mit der Masse m1 = 6 kg und m2 = 4 kg werden – wie in der Abbildung angegeben an Fäden aufgehängt mit der Hand gehalten.
a) Welche Kraft F1 wird von den Kugeln auf die Hand ausgeübt, wenn sich die Kugeln und die
Hand in Ruhe befinden ? (98,1 N)
b) Welche Kraft F2 muss von der Hand aufgewendet werden, um die Kugeln mit der Beschleunigung a = 1 m/s2 gegen die Erdanziehung vertikal nach oben zu bewegen ? (108,1 N)
c) Welchen Betrag F3 hat die Kraft, die bei der im Falle (b) geschilderten Bewegung auf das
Fadenstück zwischen den beiden Kugeln ausgeübt wird ? (43,24 N)
Aufgabe 28:
Ein Förderkorb wird beim Anfahren vertikal nach unten gleichmäßig beschleunigt.
Er erreicht t = 4 s nach Beginn der Bewegung die Geschwindigkeit v0 = 4 m/s.
Um wieviel Prozent ist die Kraft F, mit der eine im Förderkorb befindliche Last auf den
Förderkorbboden drückt, während der Beschleunigungszeit geringer, als die Gewichtskraft der
Last ? Rechnen Sie mit g = 9,81 m/s2.(10,2 %)
Aufgabe 29:
Auf der Mondoberfläche ist die Fallbeschleunigung rund ein Sechstel so groß wie auf der
Erdoberfläche: gMond = 1,61 m/s2.
a) Wie groß ist auf beiden Himmelskörpern die zum Heben eines Körpers mit der Masse
m
= 10 kg erforderliche Kraft ? ( 98,1 N / 16,1 N)
b) Wie groß ist auf beiden Himmelskörpern die Kraft, die erforderlich ist, um den genannten Körper
auf einer reibungsfreien horizontalen Unterlage in der Zeit t = 0,5 s aus dem Ruhezustand
gleichmäßig auf die Geschwindigkeit v = 1 m/s zu beschleunigen ? (20 N)