4. Übungsblatt zur Vorlesung Physik für Pharmazeuten und

4. Übungsblatt zur Vorlesung Physik für Pharmazeuten und Biologen
Vorlesung am 27. Oktober 2014
Besprechung: Übungen am 04. November 2014
Ausgabedatum:
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Gewichtskraft, Dichte und Auftrieb
Ein kleiner Metallklumpen bestehe zu einem Teil aus Gold und zum anderen Teil aus Silber. Die Masse des
Metallklumpen betrage m = 32 g und das Volumen betrage V = 2, 59 cm3 .
Berechnen Sie die Massenanteile mAu und mAg von Gold und Silber an dem Metallklumpen! Die Dichte von
Gold beträgt ρAu = 19, 32 cmg 3 und die von Silber beträgt ρAg = 10, 49 cmg 3 .
a)
Berechnen Sie die Kraft, die eine Federwaage anzeigt, an der der Metallklumpen hänge, wenn dieser vollständig
in Wasser eingetaucht sei. Die Dichte von Wasser betrage ρW asser = 1, 0 cmg 3 . Die Erdbeschleunigung beträgt
g = 9, 81 sm2 .
b)
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Eisberg im Wasser
Welcher Volumenanteil eines Eisberges bendet sich im Meer unterhalb der Wasseroberäche? Die Dichte von
Meerwasser betrage ρM eerwasser = 1, 020 cmg 3 und die Dichte von Eis betrage ρEis = 0, 9167 cmg 3 .
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Kontinuitätsgleichung
Durch eine Aorta mit Radius r = 9 mm ieÿt Blut mit einer Geschwindigkeit von vAorta = 30
a)
cm
s .
Berechnen Sie den Volumenstrom IV in Litern pro Minute!
Obwohl der Querschnitt eines kapillaren Blutgefäÿes wesentlich kleiner ist als der der Aorta, ist der Gesamtquerschnitt der Kapillaren gröÿer, weil es so viele davon gibt. Nehmen Sie an, dass alles Blut aus der Aorta in die
Kapillaren ieÿt und dass es sich dort mit einer Geschwindigkeit von vKapillaren = 1, 0 mm
s bewegt. Berechnen Sie
den Gesamtquerschnitt der Kapillaren!
b)
20
Kugelfallviskosimeter
Die Viskosität einer Flüssigkeit lässt sich mit Hilfe eines sogenannten Kugelfallviskosimeters bestimmen. Sie werden
diesen Versuch im physikalischen Praktikum auch selber durchführen. Hierzu lässt man Metallkugeln bekannter
Masse mKugel = 148 mg und mit bekanntem Kugelradius rKugel = 2 mm in die Flüssigkeit, deren Viskosität η
(η : Griechischer Buchstabe Eta) man bestimmen will, fallen. Man misst die konstante Fallgeschwindigkeit v , die
sich nach einiger Zeit eingestellt hat. Nach Newtons Trägheitsprinzip heben sich bei einer geradlinigen Bewegung
mit konstanter Geschwindigkeit alle an dem Körper angreifenden Kräfte gegenseitig auf. Die Erdbeschleunigung
betrage g = 9, 81 sm2 .
a)
Berechnen Sie Dichte ρKugel der Metallkugel!
In Glycerin der Dichte ρGlycerin = 1, 26 cmg 3 falle die Kugel mit einer Geschwindigkeit von vGlycerin = 3
Berechnen Sie die Viskosiät ηGlycerin von Glycerin!
b)
cm
s .