Mechanik, Akustik, Kalorik

Universität Duisburg-Essen, Wintersemester 2009/10
Leitfach Physik:
Mechanik, Akustik, Kalorik
Aufgabenblatt 5
Abgabetermin: 17. November 2009 (vor der Vorlesung)
2
Mechanik
2.2
Dynamik 2
1. Informieren Sie sich über das Wechselwirkungsprinzip! Lesen Sie dazu im Tipler und
die beiden Aufsätze Das 3. Newton’sche Gesetz und der physikalische Kraftbegriff“
”
und Die Kraft ist ein Zwillingspaar“, die Sie im Internet finden.
”
2. Finden Sie (scheinbare) Gegenbeispiele zum WW-Prinzip und erklären Sie den
scheinbaren Widerspruch!
3. Ein Schlitten fährt mit zunehmendem Tempo einen Berghang hinab.
(a) Fertigen Sie eine Zeichnung an, und zeichnen Sie Pfeile für alle auf den Schlitten
wirkenden Kräfte.
(b) Ändern Sie das Diagramm so ab, dass es die Situation beschreibt, in der der
Schlitten mit konstanter Geschwindigkeit bergab fährt.
4. Ein Auto fährt mit konstantem Tempo durch eine kreisförmige Kurve1 . Es herrscht
Windstille. Machen Sie eine Skizze, die folgendes zeigt:
~ bezeichneten Pfeil, der die Resultierende aller Kräfte repräsentiert,
(a) einen mit R
die auf das Auto in der Ebene wirken;
(b) einen mit F~ bezeichneten Pfeil, der die Reibungskraft kennzeichnet, die der
Boden auf das Auto ausübt;
(c) eventuell geeignet bezeichnete Pfeile, die weitere Kräfte darstellen, die in der
Ebene auf das Auto wirken.
5. Fernsehprogramme werden heutzutage oft von geostationären Satelliten übertragen,
die über einem Ort über dem Äquator still zu stehen scheinen.
(a) Beschreiben Sie die Bewegung eines solchen Satelliten.
(b) In welcher Höhe über dem Äquator stehen“ geostationäre Satelliten?
”
(c) Begründen Sie, warum es geostationäre Satelliten nur über dem Äquator geben
kann.
1
Die Aufgabe ist dem Büchlein von J. W. Warren entnommen: Verständnisprobleme beim Kraftbe”
griff“
6. Die richtigen Antworten auf die Fragen 2, 5, 11, 13, 14, 18, 19, 20, 28, 29 des so
genannten Force-Concept-Inventory- (FCI-) Tests (im Netz) sind:
2E, 5D, 11E, 13A, 14A, 18B, 19B, 20E, 28C, 29C
Begründen Sie diese Antworten!
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