Binek Übungen zur Experimentalphysik I WS 1995/96

Kleinefeld/Petracic
WS 2004/05
Übungen zur Experimentalphysik I
Blatt 5
1. Die Erde sei als Kugel mit R = 6370 km angenommen, die Tageslänge betrage genau 24 h.
Um wieviel Prozent verringert sich durch die Rotation die Fallbeschleunigung am Äquator
gegenüber derjenigen an den Polen? Das Lot stellt sich in die Richtung der
Gesamtbeschleunigung ein. Um welchen Winkel weicht es in 45° geographischer Breite
gegen den geometrischen Mittelpunktstrahl ab?
(3 Punkte)
2. Ein Pkw fährt mit einer Geschwindigkeit von 50 km/h auf einer ebenen geraden Straße.
Beim Einfahren in eine Kurve mit dem Krümmungsradius R = 250 m bremst er mit der
Beschleunigung a = −0,55 m/s2. Wie groß sind Normal- und Gesamtbeschleunigung des
Wagens? In welche Richtung weist der Vektor der Gesamtbeschleunigung relativ zum
Krümmungsradius R ?
(2 Punkte)
3. Ein Flugzeug fliegt mit der Geschwindigkeit 250 km/h auf einer schraubenförmigen Bahn
vom Krümmungsradius 300m und gewinnt dabei innerhalb von 3min die Höhe 1500m. Es
sind zu berechnen:
a) die zurückgelegte Bahnlänge s,
b) die Zeitdauer t des Durchfliegens einer Schleife,
c) die Anzahl z der Schleifen und die Steighöhe h je Schleife
(3 Punkte)
4. Die Schwingungen x(t)=xmcosωt und y(t)=ymcos(ωt+π) mit ω=2πs-1, xm=50mm und
ym=80mm überlagern sich. Berechnen sie für die resultierende Schwingung die Amplitude
und den Winkel der Schwingungsrichtung mit der y-Achse. Zu welchen Zeiten und in
welcher Richtung durchläuft die Schwingung den Koordinatenursprung?
(2 Punkte)
Präsenzaufgabe:
Ein Fallschirmspringer kommt mit einer Geschwindigkeit v am Boden an, die einem Sprung
aus 3m Höhe entspricht. Wie groß ist die Geschwindigkeit? Wie lange braucht er, um aus
1500m Höhe zu Boden zu kommen? (v=const.)