Klasse 8 - Carl-Friedrich

Brandenburgischer Landesverband zur
Förderung mathematisch - naturwissenschaftlich technisch interessierter Schüler e.V.
27. Landesolympiade 2017 / Klassenstufe 8 / Runde 1
Die Aufgaben der 1. Runde sollen selbständig zu Hause gelöst werden und bis zum 20. Januar 2017
abgegeben werden. Die Benutzung von Hilfsmitteln (Bücher, Internet, Taschenrechner…) ist dabei zulässig.
Anschließend korrigieren die betreuenden Lehrkräfte anhand der Musterlösung die Aufgaben und schicken bis
zum 27. Januar 2017 den elektronischen Antwortbogen (als Word-Datei auf http://www.gaussgymnasium.de/drupal/physikolympiade
runterzuladen)
an
die
E-Mail-Adresse
[email protected] zurück.
Die Ergebnisse über das Erreichen der 2. Runde werden auf der oben genannten Seite online am 13. Februar
2017 veröffentlicht. Gleichzeitig werden die Teilnehmer und die betreuenden Lehrkräfte per Mail informiert. Je
nach Punktzahl bekommen die Bestplatzierten jeder Altersgruppe und ihre Lehrkräfte die Aufgaben für die 2.
Runde elektronisch zugeschickt.
1. Zehn Fragen – zehn Antworten (270811)
Es können eine, mehrere oder keine Antwort richtig sein.
1.1. Ein Auto fährt mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s. Wie weit fährt es in 0,5 Stunden?
a) 360 m
b) 36 km
c) 360 km
1.2. Ein Körper liegt auf einer geneigten Ebene und rutscht nicht runter. Warum nicht?
a) Die Hangabtriebskraft ist kleiner als die Reibungskraft.
b) Die Hangabtriebskraft ist gleich der Reibungskraft.
c) Die Hangabtriebskraft ist größer als die Reibungskraft.
1.3. Wie viel Wärme benötigt man um 3 l Wasser um 2 K zu erwärmen?
a) 25,14 kJ
b) 50,28 kJ
c) 15,15 kJ
1.4. Welche Aussage ist richtig? Beim Übergang Glas-Luft wird der gebrochene Strahl
a) zum Lot hin gebrochen. b) vom Lot weg gebrochen. c) nicht gebrochen.
1.5. Bei kraftumformenden Einrichtungen kann man
a) Arbeit sparen.
b) Kraft sparen.
c) Zeit sparen.
1.6. Die Federkonstante einer Feder beträgt 2,5N/cm. Wie viel Kraft benötigt man für eine Auslenkung
von 2 m?
a) 250 N
b) 500 N
c) 250 kN
1.7. Totalreflexion tritt auf beim Übergang
a) Glas-Luft.
b) Luft-Glas.
c) Luft-Wasser.
1.8. Die Mischungstemperatur von 500g Eis(0°C) und 500 g siedendes Wasser(100°C) beträgt
a) 50°C.
b) weniger als 50°C.
c) mehr als 50°C.
1.9. Ein Mann trägt einen 50 kg schweren Koffer 2 km weit. Wie groß ist die verrichtete Arbeit?
a) 1 MJ
b) 0,5 MJ
c) 0 MJ
1.10. Eine Goldkugel hat ein Volumen von 2,4 Kubikdezimeter. Wie schwer ist sie?
a) rund 4,6 kg
b) rund 46 kg
c) rund 460 g
2. Thermodynamik: Badewanne (270812)
In einer Wanne befinden sich 30 kg Wasser mit einer Temperatur von 90 °C. Durch die Zugabe von
kaltem Wasser mit einer Temperatur von 20 °C soll die Wassertemperatur auf angenehme 37 °C
gesenkt werden.
Die von der Wanne abgegebene Wärme und der Wärmeaustausch mit der Umgebung werden
vernachlässigt. Zu diesem Zeitpunkt besteht ein normaler Luftdruck von 101,3 kPa.
Wie viel Liter kaltes Wasser müssen in die Wanne gegossen werden?
3. Mechanik: Kräfte wirken… (270813)
Mit Hilfe eines Seiles soll eine Holzkiste über eine 5 m lange Rampe aus Holzbohlen auf ein Podest
gezogen werden. Die Bohlen werden im Abstand von 4,8 m an das Podest gelegt. Die Kiste hat eine
Masse von 150 kg und das Podest ist 1,4 m hoch.
Bei der Reibung von Holz auf Holz betragen die Werte für die Haftreibungszahl 0,6 und für die
Gleitreibungszahl 0,5.
a) Welche Kraft ist erforderlich, um die Kiste
gleichmäßig über die Rampe auf das
Podest zu ziehen?
b) Besteht die Gefahr, dass beim Reißen
des Seiles die Kiste wieder nach unten
rutscht? Begründe!
(Die Darstellung ist nicht
maßstabgerecht.)
4. Mechanik: Krafttraining (270814)
Ein Expander besteht aus 4 parallel angeordneten Spiralfedern und dient als Trainingsgerät für
verschiedene Muskelgruppen. Wenn keine Zugkräfte wirken, dann haben die Spiralfedern eine Länge
von 60 cm. Die wirkende Kraft F und die Verlängerung s der Federn sind proportional zueinander,
solange die Verformung elastisch erfolgt.
Der Kraftaufwand zur Dehnung des Expanders von 60 cm auf 70 cm Länge beträgt 100 N.
a) Zeichne das Kraft-Weg-Diagramm für die Dehnung des Expanders bis auf eine Gesamtlänge
von 140 cm.
b) Wie groß ist die verrichtete Arbeit beim Dehnen des Expanders von 60 cm auf 140 cm Länge,
wenn beim Training 15 Wiederholungen erfolgen?
c) Welche Leistung ist dafür erforderlich, wenn das einmalige Dehnen 1,5 Sekunden dauert?
Für Rückfragen stehe ich Ihnen zur Verfügung:
Carl-Friedrich-Gauß-Gymnasium
Dr. Sébastien Clodong
Landesbeauftragter für die Physikolympiade
Tel. 0335/401680 (Sekretariat)
Friedrich-Ebert-Straße 52
15234 Frankfurt (Oder)
[email protected]