1. Extemporale aus der Physik Lösung

1. ExtemporaleLösungshinweise
(v0.1 17.12.07)
Gymnasium Weilheim
Schuljahr 2007/2008
Klasse 8c
1. Extemporale aus der Physik Lösung
Aufgabe 1
(a) Vergleiche Musteraufgabe Seite 39 im Buch!
Die kinetische Energie wird umgewandeltin innere Energie. Die Bremsscheiben und -beläge werden erhitzt.
(b) Arbeit ist Energieänderung, also gilt für die Arbeit
W:
W = ∆E = Ekin,2 − Ekin,1 ,
wobei
Ekin,2
die kinetische Energie bei der Geschwindigkeit
kinetische Energie bei der Geschwindigkeit
Mit der Formel
Ekin = 12 mv 2
(wobei
v1
v2
und
Ekin,1
die
ist.
m die Masse und v
die Geschwindigkeit
ist) erhält man
1
1
1
W = mv22 − mv12 = m · (v22 − v12 )
2
2 2
1
km 2
km 2
= · 800 kg · 20 h − 120 h
2
2 2 1
20 m
120 m
= · 800 kg ·
− 3,6 s
= −432098, 7654... J
3,6 s
2
≈ 432 kJ
(c) Da die Bremskraft konstant ist, kann man die Arbeit auch als
Bremskraft,
s
Fs · s (Fs
Bremsweg) berechnen und es gilt:
Fs · s = ∆E,
also
∆E siehe b) m(v22 − v12 ) −432098, 7654 J
Fs =
=
=
s
s
120 m
= −3600, 823045... N ≈ 3, 6 kN.
Aufgabe 2
(a) Aus dem Diagramm liest man ab:
F (50 m) = 250 N.
(b) Die kinetische Energie, die der Skispringer beim Absprung hat, entspricht
der verrichteten (Beschleunigungs-)Arbeit, denn am Anfang ist die kinetische
Energie 0, also ist
W = Ekin,nach − Ekin,vor = Ekin,nach .
1. ExtemporaleLösungshinweise
(v0.1 17.12.07)
Gymnasium Weilheim
Schuljahr 2007/2008
Klasse 8c
Die Arbeit lässt sich als Flächeninhalt im Diagramm bestimmen, es gilt:
W = Fläche
im Diagramm
= Fläche
1
· 100 m · 500 N = 2500 Nm
2
≈ 25 kJ.
=
Dreieck
=
1
· Grundseite · Höhe
2