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LK Physik 11/1
1. Kursarbeit aus der Physik
3.12.2007
Aufgabe 1: Erläutere folgende Begriffe in jeweils einem Satz:
a) Momentan-Geschwindigkeit
d) Trägheitssatz
b) Arbeitsintegral
e) Inertialsystem
c) Wechselwirkungssatz
Aufgabe 2: Leite folgende physikalische Formeln aus den Grundgleichungen her:
a)
Beschleunigungsarbeit WB = ½ m v2
b) Skalarproduktdarstellung für die Arbeit (abhängig vom Winkel  zwischen Kraft und Weg und
in Komponentenschreibweise)
Aufgabe 3: Versuch:
Messungen an der Luftkissenfahrbahn zur Grundgleichung der Mechanik F = m*a
a) Erläutere das Ziel des Versuchs.
b) Skizziere und beschrifte den Aufbau.
c) Beschreibe kurz die Durchführung des Versuchs.
d) Welche Größen werden verändert , welche werden gemessen ?
e) Wie sehen die typischen Teilergebnisse der Messungen aus ?
f) Leite daraus das 1. Newton-Axiom her. Warum ist der Proportionalitätsfaktor gleich 1 ?
Aufgabe 4: Kinematik
a) Stelle die Bewegungsgleichungen des schrägen Wurfs in x-Richtung mit dem Abwurfwinkel 
gegen die Horizontale in vektorieller Form auf.
b) Leite daraus die Gleichung der Bahnkurve her durch Elimination der Zeit t. Vergleiche das
Ergebnis mit dem der Formelsammlung.
c) Beim Kugelstoßen wird eine Kugel mit der Anfangsgeschwindigkeit v0 = 10m/s aus der Höhe h0
= 2 m über dem Boden abgeworfen. Der Luftwiderstand spielt bei diesem Vorgang keine Rolle.
Berechne die Wurfweite (Abstand der Aufschlagstelle vom Standort des Werfers), die zum
gegen die Horizontale gemessenen Abwurfwinkel  = 400 gehört.
Aufgabe 5: Dynamik
a) Ein Schüler mit der Masse m = 40 kg gleitet an einem Seil vertikal nach unten. Der Vorgang ist
eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung. Die Beschleunigung beträgt a = 0,1 g.
(g
2
= 9,81 m/s ).
● Welche Gewichtskraft F1 wirkt auf den Schüler ?
● Welche Kraft F2 übt der Schüler auf das Seil aus ?
b) Ein Rammklotz hat die Masse m = 1000 kg. Er wird um h = 2,8 m angehoben und fällt dann frei
auf einen Pfahl darunter.
● Wie groß sind Energie und Geschwindigkeit des Rammklotzes beim Auftreffen auf dem
Pfahl ?
● Welche mittlere Kraft F übt der Rammklotz auf den Pfahl aus, wenn er ihn bei
einmaligem Auftreffen um das Stück s = 4 cm in den Boden rammt ? Berechne den
Faktor, um den die erzeugte Rammkraft F die Gewichtskraft FG des Klotzes übertrifft.
Aufgabe 6: Denkaufgabe:
a) In einem gleichförmig mit der Geschwindigkeit v0 in x-Richtung fahrenden Wagen wird eine
Kugel mit der fest mit dem Wagen verbundenen Wurfmaschine horizontal mit Geschwindigkeit
v1 in x-Richtung abgeschossen. Welche Bahn beobachtet der mitfahrende, welche Bahn der
außen stehende Beobachter?
b) Was ändert sich für beide Beobachter, wenn die Kugel in negative x-Richtung mit – v0
abgeschossen wird ?
c) Was ändert sich für beide Beobachter, wenn die Kugel in einem konstant mit v2 nach oben
fahrenden Aufzugkorb horizontal mit v0 abgeschossen wird.
Skizziere und erläutere jeweils die Bahnen.