Staatliche Technikerschule Waldmünchen Fach: Physik Häufig

Staatliche Technikerschule Waldmünchen Fach: Physik
Häufig verwendete Formeln aus der Europa-Formelsammlung
Lineare Bewegungen:
Gleichförmige Bewegung: S. 11/ 2- 7
Beschleunigte Bewegung: S. 12 / 2- 20, 22, 24
Verzögerte Bewegung:
S. 13 (sind jedoch ähnlich der beschl. bew. Von S. 12)
Freier Fall, senkr. Wurf:
S. 13 / 25-29
Waagrechter Wurf:
S. 15 / 7-9
Rotationsbewegungen:
Umrechnung Gradmaß <->Bogenmaß: S. 10/ 1-3
Winkelgeschwindigkeit, Umfangsgeschwindigkeit:
Winkelbeschleunigung: :
S. 36 / 6- 8,11
S. 36 / 12-15
Radialbeschleunigung (Zentripetalbeschleunigung) S. 39 / 2
Tipp: Vergleich von Translation: S41 unten
Übungsaufgaben:
1. Zeichnen Sie das v(t) und das a(t)-Diagramm für folgende Bewegung.
Berechnen Sie die jeweils fehlenden Werte in der Tabelle!
Bewegungs- 1
abschnitt/
Der Körper
Beschreibung wird 10,0 s
lang beschleunigt
und hat
dann eine
Geschw. v1=
5,00 m/s
Zeitspanne
Δt1 = 10,0 s
Δt in s
Erreichte
v1= 5,00
Geschw.
m/s
v in m/s
Beschleunia1= 0,500
gung a in
m/s2
m/s2
2
Der Körper wird
mit 1,00 m/s2
Verzögerung
um die
Geschwindigkeit
Δv = 2,00 m/s
abgebremst
4
Der Körper
beschleunigt
mit a4 = 2,00
m/s2 auf
eine Geschw.
v4= 7,00 m/s
5
Abschließend
verzögert der
Körper und legt
dabei bis zum
Stillstand eine
Entfernung von
35,0 m zurück.
Δt2 = 2,00 s
3
Der Körper
fährt eine
Strecke von
30 m mit
seiner
bisherigen
Geschwindigkeit
Δt3= 10,0 s
Δt4= 2,00 s
Δt5= 10,0 s
v2= 3,00 m/s
v3= 3,00 m/s
v4= 7,00 m/s
v1= 0,00 m/s
a2= -1,00 m/s2
a3= 0,00 m/s2 a4= 2,00 m/s2 a= 0,700 m/s2
2. Ein Fahrradfahrer fährt 30,0 min lang mit konstant 20,0 km/h, anschließend fährt er 20,0
min lang bergauf mit einer konstanten Geschwindigkeit von 10,0 km/h. Zuletzt rollt er den
erklommenen Berg in 5,00 min mit einer Geschwindigkeit von 40,0 km/h hinab.
a) Zeichnen Sie das s(t)-Diagramm und das v(t)-Diagramm des Bewegungsvorganges
(untereinander)
b) Ermitteln Sie aus dem s(t) –Diagramm die Durchschnittsgeschwindigkeit (grafisch)
c) Ermitteln Sie die Durchschnittsgeschwindigkeit rechnerisch (v = 22,3 km/h)
3. Ein Motorradfahrer startet bei grün an einer Ampel mit einer Beschleunigung von
1,55 m/s2- Zum gleichen Zeitpunkt rollt an ihm ein Pkw mit konstant 50,0 km/h an ihm
vorbei. Nach welcher Strecke und Zeitspanne hat das Motorrad den Pkw wieder
eingeholt? (Tipp: Stellen Sie die beiden Bewegungsgleichungen der Fahrzeuge auf und
setzen Sie diese gleich (=gleiche zurückgelegte Strecke bedeutet, dass die Fahrzeuge
wieder gleichauf sind. (17,9s, 248m)
4. Freier Fall
Das Wasser eines Wasserfalls ist im freien Fall für eine Zeitspanne von 4,00 s unterwegs,
bevor es auf dem Flussbeet aufschlägt.
a)Welche Höhe hat es dann zurückgelegt und mit welcher Geschwindigkeit trifft es auf,
wenn man die Luftreibung vernachlässigt? (78,5m, 39,2 m/s)
b) Nach welcher Zeitspanne hat das Wasser die Hälfte der soeben berechneten Höhe
durchfallen? (2,8s)
5 .Senkrechter Wurf
Ein Stein wird mit der Anfangsgeschwindigkeit vo = 25,0 km/h vom Boden aus senkrecht nach
oben geworfen. (Luftreibung vernachlässigt)
a) Nach welcher Zeitspanne hat der Stein die Geschwindigkeit v = 0 (0,707 s)
b) Wie lange ist der Stein unterwegs, bis er wieder auf dem Boden aufschlägt (1,41 s)
c) Auf welcher Höhe befindet sich der Stein nach 1,00 s und in welche Richtung fliegt er
dann? (2,00 m, nach unten)
6. Waagrechter Wurf s. bisherige Übungsaufgaben
7. Rotationsgeschwindigkeit
7.1 Welche Winkelgeschwindigkeit hat die Erde, wenn Sie sich innerhalb von 24,0h einmal
um die eigene Achse dreht? (ω =72,7 .10-6 1/s)
7.2 Welchen Winkel (in rad und grad) hat die Erde nach 1,00 Std zurückgelegt?
Berechnung muss über die Winkelgeschwindigkeit erfolgen!)
7.3 Welche Winkelgeschwindigkeit hat die Achse Sonne-Erde, wenn Sie sich die Erde
innerhalb von 365,25 Tagen einmal um die eigene Sonne dreht? (ω =0,199 .10-6 1/s)
8. Bahngeschwindigkeit (=Umfangsgeschwindigkeit)
In einer Drehbank ist ein Werkstück mit Durchmesser d = 130 mm eingespannt.
Es dreht sich mit 2800 Umdrehungen pro Minute. Mit welcher Geschwindigkeit
bewegt es ich relativ zum Werkzeug? (19,0 m/s)
9. Winkelbeschleunigung
a) Welche Winkelbeschleunigung hat die Maschine aus Aufgabe 8, wenn die Drehfrequenz
des Drehfutters aus dem Stillstand in 1,22 Sekunden erreicht wird? (240 1/s2)
b) Welche Tangentialbeschleunigung erfährt ein Metallspan, der außen am Werkstück klebt,
wenn die Maschine losläuft, wie in a) beschrieben (15,6 m/s2)
c) Wie groß ist die Radialbeschleunigung, die durch die inneren Kräfte des Metalls
aufgebracht werden muss, damit nicht Material aus der Oberfläche davonfliegt nicht
.
davonfliegt? (5,58 103 m/s2)