2. Übung - physik.fh

2. Physikübung WS 14/15
1. Aufgabe
Ein Körper rutscht eine schiefe Ebene reibungsfrei hinauf und kommt nach einer
Strecke von 5 m zum Stehen. Der Neigungswinkel der schiefen Ebene relativ zur
Horizontalen beträgt 20o .
a) Welche Zeit braucht der Körper bis zum Stillstand?
b) Welche Anfangsgeschwindigkeit muss der Körper haben?
2. Aufgabe
Ein angehender Leistungssportler schleudert eine Kugel in einem horizontalen Kreis
mit einem Radius von 1,5 m in einer Höhe von 2,0 m über dem ebenen Erdboden.
Die Schnur reißt, und die Kugel fliegt in horinzontaler Richtung davon. Sie trifft
auf den Boden auf, nachdem sie eine horizontale Entfernung von 10 m zurückgelegt
hat. Wie groß war der Betrag der Zentripetalbeschleunigung der Kugel kurz vor
dem Reißen der Schnur?
3. Aufgabe
Auf ein Teilchen, das sich mit der Geschwindigkeit ~v = (2 m/s, -4 m/s, 0) bewegt,
wirken drei Kräfte. Zwei dieser Kräfte sind bekannt: F~1 = (2 N, 3 N, -2 N) und
F~2 = (−5 N, 8 N, -2 N). Wie lautet die dritte Kraft?
4. Aufgabe
Die Abbildung zeigt drei Massen, m1 = 10 kg, m2 = 80 kg, m3 = 25 kg. Sie sind
über ein (masseloses) Seil miteinander verbunden. Wie groß ist die Beschleunigung
(Betrag) der drei Massen? Beginnen Sie die Lösung mit der Aufstellung der Kräftebillanz. Vernachlässigen Sie bei der Berechnung den Einfluss der Umlenkrollen.
D. Samm
2. Physikübung, WS 14/15
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Übungen zum Selbsttest
1. Aufgabe
Ein Motorradfahrer erreicht das Ende einer Klippe.
Genau am Ende der Klippe beträgt seine horizontale Geschwindigkeit v0x = 5, 0 m/s.
Wie groß sind nach t1 = 0, 25 s
a) die Position (x(t1 ) =?, y(t1 ) =?) des Motorrads,
b) die Geschwindigkeit und der Betrag der Geschwindigkeit?
Hinweis: Das Motorrad (inklusive Fahrer) werden zur Punktmasse reduziert und
mögliche Reibungsverluste werden nicht betrachtet.
Lösung:
a) x = 1, 2 m, y = −0, 31 m,
b) vx = 5, 0 m/s, vy = −2, 4 m/s, |~v | = 5, 5 m/s.
2. Aufgabe
Eine Masse vollzieht eine gleichförmige Kreisbewegung im Uhrzeigersinn. Sie braucht
für eine vollständige Umdrehung 4,0 s. Wenn der Radius der Kreisbewegung 5,0 m
beträgt, wie groß sind dann
a) die Tangentialgeschwindigkeit und
b) die Zentripetalbeschleunigung der Masse?
c) Zeichnen Sie in einer Skizze an vier Punkten des Kreises jeweils die Richtung der
Tangentialgeschwindigkeit und die Richtung der Zentripetalbeschleunigung ein.
d) Bleiben die Tangentialgeschwindigkeit und die Zentripetalbeschleunigung konstant oder ändern sie sich? (Begründung!)
Lösung: a) 7,0 m/s, b) 12 m/s2
3. Aufgabe
Zwei Hunde ziehen horizontal an Seilen, die an einem Pflock befestigt sind. Der
Pflock ist fest in der Erde verankert. Der Winkel zwischen den Seilen beträgt 50,0o .
Wenn Hund A eine Kraft (Betrag) von 310 N ausübt und Hund B übt eine Kraft
von 220 N aus, wie groß ist dann
a) der Betrag der resultierenden Kraft und
b) der Winkel der resultierenden Kraft relativ zum Seil von Hund A
Lösung: a) 482 N, b) 20,5o
D. Samm
2. Physikübung, WS 14/15
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