Aufgaben-Dynamik

Fachlehrer: Herr Kamper
Übungsaufgaben
Aufgabensammlung Physik - Dynamik
1. An einem dünnen Bindfaden ist ein Mauerstein aufgehängt. Ein zweiter solcher Bindfaden ist unten
am Stein befestigt und mit einem Handgriff versehen. Zieht man mit langsam wachsender Kraft am
Griff nach unten, so reißt der obere Faden. Zieht man ruckartig mit großer Kraft, reißt der untere
Faden. Erklären Sie diese unterschiedlichen Erscheinungen.
2. Ein Pkw beschleunigt vom Stand auf 100 km/h in 8,5 s.
Welche Antriebskraft ist nötig, wenn die Masse des Fahrzeuges 950 kg beträgt?
3. Ein Junge (m = 50 kg) springt aus einem ruhenden Boot (m = 120kg) mit 3 m/s ans Ufer.
a) Was beobachtet man, wenn man das Boot betrachtet?
b) Welche Geschwindigkeit erreicht das Boot bei diesem Vorgang?
4. Die Geschwindigkeit eines Pkw (m = 1 t) soll innerhalb von 3 s von 80 km/h auf 30 km/h
herabgesetzt werden. Berechnen Sie die dafür notwendige Bremskraft.
5. Am Kranseil eines Turmdrehkranes hängt eine Betonplatte mit einer Masse von 2,5 t.
Wie groß ist jeweils die Kraft im Seil, wenn
a) die Platte mit der konstanten Beschleunigung 1,2 m/s² angehoben,
b) mit einer konstanten Geschwindigkeit gehoben oder
c) in Ruhe hängt.
6. Eine junge Frau (m=65kg) fährt in einem Aufzug nach unten. Dieser Aufzug beschleunigt mit 0,20g.
Sie hebt während der Beschleunigung ihre Einkaufstasche mit einer Masse von 2,5 kg hoch und
wundert sich, weil diese ihr leichter als vorher erscheint.
a) Wie schwer ist die Tasche während der Beschleunigung?
b) Wie schwer ist die Frau in dieser Zeit?
c) Wie schwer ist die Tasche bei der konstanten Abwärtsbewegung von 2m/s?
7. Eine Werkzeugkiste mit einer Masse von 10,0 kg steht auf dem Fußboden.
Die Haftreibungszahl ist μH = 0,40 und die Gleitreibungszahl μG = 0,30.
a) Wie groß ist die Reibungskraft, wenn eine horizontale Kraft von 20N auf die Kiste wirkt?
b) Welche horizontalen Kräfte sind zum An- bzw. Verschieben der Kiste notwendig?
8. Eine Kiste mit einer Masse von 10,0 kg wird auf einer horizontalen Fläche mit einer Kraft von
40,0 N gezogen, die in einem Winkel von 30,0° angreift. Die Gleitreibungszahl beträgt 0,30.
Berechnen Sie die wirkende Beschleunigung.
9. Eine Skifahrerin beginnt einen Abhang mit einem Neigungswinkel von 30° hinunterzufahren.
Berechnen Sie ihre Beschleunigung und die Geschwindigkeit, die sie nach 4,0 s erreicht haben wird.
Die Gleitreibungszahl beträgt 0,10.
10. Ein Auto mit einer Masse von 1000 kg fährt mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h auf einer
flachen Straße durch eine Kurve mit dem Radius von 50m. Wird das Auto die Kurve schaffen, oder
wird es ins Schleudern kommen wenn
a) der Straßenbelag trocken ist (μH = 0,60)?
b) die Straße vereist ist (μH = 0,25)?
11. Was sollte bei Langlaufski größer sein: Haftreibungszahl oder Gleitreibungszahl? Begründen Sie!
12. Ein Körper wird eine Schräge hinaufgestoßen. Wenn er seinen höchsten Punkt erreicht hat, gleitet er
wieder nach unten. Warum hat er bei der Abwärtsbewegung eine geringere Beschleunigung?
13. Ein Kleintransporter (m = 750 kg Leergewicht) beschleunigt in 25 s von 0 auf 100 km/h, wenn man
ihn voll ausfährt. Die Masse des Fahrers betrage 70 kg. Berechnen Sie die vom Motor aufgebrachte
(maximale) Kraft. Nun steigen weiter 4 Personen mit einer Gesamtmasse von 300 kg zu.
Berechnen Sie jetzt die Beschleunigung. Wie lange dauert es nun, bis 100 km/h erreicht werden?