THEMEN:

Übungen zur Vorlesung
PHYSIK FÜR MEDIZINER
Wintersemester 09/10
ÜBUNGSTERMINE:
Donnerstag, 05.11.2009, 1630 Uhr Hörsaal H6B
Freitag,
06.11.2009, 1630 Uhr Hörsaal H6B
Blatt 4
THEMEN:
Arbeit, Energie, Leistung
1.
Ein Fadenpendel (Masse m = 1 kg, Länge des Fadens l = 1 m) wird so ausgelenkt, dass
die Masse um Δh = 0,2 m angehoben wird.
(a) Wie groß ist die potentielle Energie Wpot?
(b) Wenn man es loslässt, wie groß wird maximal seine kinetische Energie Wkin?
(c) Mit welcher Geschwindigkeit v schwingt es durch seine Ruhelage?
2.
Ein Radfahrer fährt von Frankfurt aus auf den kleinen Feldberg im Taunus.
Nach der Steigung hat er eine Höhendifferenz Δh = 665 m überwunden;
Seine Masse beträgt mM = 80 kg; die Masse seines Fahrrads mF = 12 kg; g = 9,81 m.s-2.
(a) Welche Hubarbeit W hat er erbracht ?
(b) Welche durchschnittliche Leistung P musste er erbringen, wenn er zum
Überwinden dieser Steigung Δt = 50 Minuten benötigte ?
3.
Ein Patient wird auf dem Fahrradergometer getestet. Dazu wird eine Bremskraft von
F = 20 N eingestellt. Der Patient muss nun für jeweils 5 Minuten gegen diese Bremskraft
mit v1 = 10 km/h, mit v2 = 20 km/h, und mit v3 = 30 km/h anstrampeln.
(a) Welche Arbeit W hat er dann jeweils aufgewendet ?
(b) Welche Leistung P musste er jeweils erbringen ?
4.
Die momentane Leistung P(t) ist
bestimmt durch:
dW
P  t=
.
dt
Bestimme aus dem neben stehenden
Energie-Zeit-Diagramm auf
graphischem Wege die momentane
Leistung P(t) bei t1 = 2s und t2 = 5s.
Wie groß ist die durchschnittliche
Leistung P zwischen t0 = 0s und
t3 = 10s ?