Grundwissensaufgaben Mechanik 2

Mechanik
1. Herr Müller steht an einer roten Ampel. Als es grün wird beschleunigt sie über 5 s
mit 4 m/s². Was bedeutet diese Aussage? Kreuze alle richtigen Antworten an!
Innerhalb von 5 s wächst seine Geschwindigkeit auf 4 m/s an
Er legt in den folgenden 5 s die Strecke 20 m zurück
Er hat nach den 5 s die Geschwindigkeit 20 m/s
Er hat nach den 5 s die Geschwindigkeit 29 m/s
Jede Sekunde steigt seine Geschwindigkeit um 4 m/s
Er hat nach den 5 s die Geschwindigkeit 45 m/s
Seine Beschleunigung wächst innerhalb der 5 s auf 20 m/s² an
Er hat nach den 5 s die Geschwindigkeit 344 m/s
2. Berechne ungefähr, wie schnell ein Weltklasseathlet beim 100m-Sprint ist.
3. Ordne den 5 Bewegungen einen jeweils typischen Wert der Geschwindigkeit zu:
Schnecke, Wanderer, Gepard, Rennwagen, Verkehrsflugzeug
240 km
300 ms 5 mm
30 ms 5 km
h ;
s ;
;
; h
4. Sonja behält bei einer Fahrt auf der Landstraße penibel ihren Tacho im Auge, um
die zulässige Höchstgeschwindigkeit nicht zu überschreiten. Berechne mit
sinnvoller Genauigkeit, wie weit sie in 1min kommt.
5. Beschreibe, wie 2 Schulfreunde ohne besondere technische Hilfsmittel die
Geschwindigkeit eines vorbeifahrenden PKWs bestimmen können.
6. Beantworte die folgenden Fragen
zu dem gegebenen t-vDiagramm!
a) Berechne die Geschwindigkeit
zur Zeit t=2,0s in der Einheit
km/h.
b) Wie lang ist die Strecke, die das
Fahrrad in den ersten 10s
zurücklegt?
c) Berechne die Beschleunigung
während der letzten 5s der
Bewegung.
7. Ein Springer sinkt bei geöffnetem Fallschirm mit konstanter Geschwindigkeit zum
Erdboden. Was kannst du über die auf ihn wirkenden Kräfte aussagen?
Begründe!
Beachte: Kreuze die richtigen Antworten an. Es ist jeweils mindestens eine Antwort richtig!
8. Auf eine Schneeflocke, der die mit konstanter Geschwindigkeit zur Erde schwebt,
wirkt keine Kraft
nur die Luftreibungskraft
nur die Gewichtskraft
sind alle angreifenden Kräfte
im Gleichgewicht
Begründung:
9. Auf die ruhenden Fahrzeuge A und B wirkt jeweils für 10 Sekunden die gleiche
Kraft.
A und B fahren auf jeden Fall immer gleich schnell.
Je größer die Masse, desto größer die Endgeschwindigkeit.
Beide erreichen die gleiche Höchstgeschwindigkeit, das schwere
Fahrzeug jedoch später.
Das leichtere Fahrzeug wird nach 10 s das schnellere Fahrzeug sein.
Das schwere Fahrzeug ist zwar am Anfang langsamer, holt aber später
auf.
Je kleiner die Masse, desto größer die Beschleunigung.
10. Christina zieht mit unterschiedlichen Kräften
an unterschiedlich schweren Körpern K1, K2
K1 2kg
K2 2kg
und K3. Welche Aussagen kannst du über
das Beschleunigungsverhalten der drei
Körper treffen? Kreuze die richtigen
Antworten an:
K3
3kg
30N
40N
40N
K1 beschleunigt am
stärksten
K2 beschleunigt am
stärksten
K3 beschleunigt am
stärksten
K1 beschleunigt am
schwächsten
K2 beschleunigt am
schwächsten
K3 beschleunigt am
schwächsten
K1 und K2
beschleunigen gleich
K1 und K3
beschleunigen gleich
K2 und K3
beschleunigen gleich
11. Herr Müller hat seine Aktentasche auf dem Autodach liegen gelassen. Als er sich
in einer Kurve befindet (2), rutscht die Tasche vom Autodach. Welche der 4
angegebenen (von oben betrachteten) Flugbahnen wird die Tasche wohl
einnehmen?
(2)
12. Eine Eisenkugel bewegt sich anfangs in Pfeilrichtung. Seitlich liegt ein Magnet.
Zeichne verschiedene mögliche Kugelbahnen bei unterschiedlichen
Anfangsgeschwindigkeiten ein!
13. Auf einer Eisfläche befindet sich ein kleiner Schlitten. Er
ist mit einer Spielzeugrakete fest verbunden, aus der
Treibgase ausströmen wenn das Ventil V geöffnet wird. Die Reibung kann
vernachlässigt werden.
a) Was passiert, wenn das Ventil geöffnet wird? (Begründung!)
b) Was passiert, wenn der Treibstoff verbraucht ist? (Begründung!)
14. Auf einem Tisch liegt eine Eisenplatte mit der
Masse 30 kg.
a) Berechne die Gewichtskraft der Platte und trage
den zugehörigen Kraftpfeil in die Abbildung ein.
b) Warum muss eine weitere Kraft auf das Buch
wirken? Trage den zugehörigen Kraftpfeil
ebenfalls in die Zeichnung ein.
c) Erkläre, wodurch diese Kraft hervorgerufen wird.