Fragen zur Mechanik

R. Brinkmann http://brinkmann-du.de
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26.11.2013
Fragen zur Mechanik
01 Was verstehst du unter einer gleichförmigen Bewegung?
Durch welche Gleichung wird diese Bewegung beschrieben?
02 Was verstehst du unter einer beschleunigten Bewegung?
03 Was verstehst du unter einer verzögerten Bewegung?
04 Ein Auto legt in 5 Minuten 10 km zurück. Wie groß ist die Geschwindigkeit.
a) in m/s
b) in km/h
05 Ein Personenzug durchfährt die Station A um 8:00 Uhr mit einer Geschwindigkeit
von 120 km/h. Ein Güterzug durchfährt die Station B ebenfalls um 8:00 Uhr aber
mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h. Die Stationen A und B liegen 100 km
auseinander und sind durch einen doppelten Schienenstrang miteinander
verbunden. Wann und wo treffen sich beide Züge?
06 Zeichne das s- t Diagramm eines Radrennfahrers, der mit der konstanten
Geschwindigkeit von 36 km/h fährt.
07 Was verstehst du unter einer gleichmäßig beschleunigten Bewegung?
Durch welche Gleichungen wird dieser Bewegungsablauf beschrieben?
08 Wodurch entsteht eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung?
09 Ein Rennwagen startet mit einer konstanten Beschleunigung von a = 5 m / s2.
Welche Geschwindigkeit wird nach 10 s erreicht? ( m/s und km/h )
Wie groß ist der in 10 s zurückgelegte Weg?
10 Mit zwei Motorrädern wird ein Beschleunigungstest gemacht. Motorrad Nr. 1
erreicht nach 10 s die Geschwindigkeit v = 100 km/h. Motorrad Nr. 2 braucht
eine Beschleunigungsstrecke von 100 m um auf die Endgeschwindigkeit von
100 km/h zu kommen. Welches Motorrad erreicht die größten
Beschleunigungswerte?
11 Zeichne ein v- t Diagramm der gleichmäßig beschleunigten Bewegung
für a = 5 m / s2.
Lese daraus die Geschwindigkeit nach der 1. 2. 3. und 4. Sekunde ab.
12 Ein Flugzeug, dass zunächst mit einer gleichbleibenden Geschwindigkeit von
160 m/s fliegt, beschleunigt 15 s lang mit a = 6,5 m / s2 . Welche
Geschwindigkeit hat es dann?
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13 Die 111 m hohe Rakete Saturn V, mit der die Apollo-Raumkapsel zum Mond
geschossen wurde, erreichte durch ihre erste Antriebsstufe eine
Geschwindigkeit von 9650 km/h. Die Beschleunigung betrug dabei 17,78 m / s2.
a) Berechne die Brennzeit der ersten Raketenstufe.
b) Durch die zweite Stufe wird die Rakete mit a = 11,7 m / s2 auf eine
Geschwindigkeit von 24600 km/h beschleunigt. Welche Strecke hat sie
während der Brennzeit dieser zweiten Antriebsstufe durchflogen?
14 Was verstehst du unter dem Newtonschen Kraftgesetz?
Wie hängen Kraft, Masse und Beschleunigung zusammen?
15 Was sagt der Trägheitssatz von Galileo Galilei aus?
16 Wie ist die Krafteinheit 1 N definiert?
17 Was verstehst du unter dem freien Fall? Wie groß ist die Fallbeschleunigung?
18 Ein Stein fällt aus 50 m Höhe auf den Boden.
a) Mit welcher Geschwindigkeit schlägt er auf dem Boden auf?
b) Wir groß ist die Fallzeit? (Der Luftwiderstand wird vernachlässigt)
19 Beim fallen mit geschlossenem Fallschirm erreicht ein Fallschirmspringer nach
etwa 7 s eine konstante Fallgeschwindigkeit von etwa 55 m/s .
a) Woran liegt es, dass sich die Fallgeschwindigkeit nicht weiter erhöht?
b) Welche Geschwindigkeit müsste der Fallschirmspringer nach der
angegebenen Fallzeit eigentlich haben?
20 Aus welcher Höhe müsste ein Körper fallen, damit er Schallgeschwindigkeit
(340m/s) erreicht (vom Luftwiderstand ist abzusehen)?
21 Um die Tiefe eines Brunnens zu bestimmen, lässt man einen Stein hineinfallen.
Nach 5 Sekunden hört man den Aufschlag des Steines.
(Schallgeschwindigkeit 340m/s)
a) Wie tief ist der Brunnen ohne Berücksichtigung der Schallgeschwindigkeit?
b) Wie tief ist er tatsächlich, wenn man die Schallgeschwindigkeit mit
berücksichtigt?
22 Der Raketenmotor eines Raumschiffs wirbelt beim landen auf dem Mond sehr
viel Staub auf. Warum ist nach abstellen des Motors die Sicht sofort wieder klar
im Gegensatz zur Landung auf einer staubigen Erdoberfläche?
23 Auf einem Flugzeugträger wird auf 270 m Weg ein Flugzeug auf 150 m/s
beschleunigt. Die wie vielfache Erdbeschleunigung muss der Pilot aushalten?
24 Warum sind für den Menschen hohe Beschleunigungen, nicht aber hohe
Geschwindigkeiten gefährlich? Mit welcher Kraft wird ein Testpilot der Masse 70
kg in seinen Sitz gepresst, der mit vierfacher Erdbeschleunigung ( 4 g )
senkrecht nach oben beschleunigt wird?
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25 Aus welcher Höhe müsste ein Auto frei fallen, damit es die Geschwindigkeit 108
km/h erreicht? (Demonstration der Wucht bei Unfällen )
26 In der Stadt fährt ein Auto mit 36 km/h. Auf einer Ausfallstraße gibt der Fahrer
Gas und beschleunigt mit a = 2,0 m / s2 auf 90 km/h.
a) Wie lange dauert die Beschleunigung?
b) Auf welcher Strecke findet sie statt?
27 Ein Geschoss wird in einem Pistolenlauf von 15 cm Länge auf 400 m/s
beschleunigt. Wie groß ist die Beschleunigung und wie lange dauert sie?
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