Aufgabe 1:

Übungsaufgaben
Ausgabe 15.11.2017
Abgabe 29.11.2017
Aufgabe 1 (3 Punkte): Ein Körper mit der Masse m = 0,50 kg fällt mit der Anfangsgeschwindigkeit
v0 = 0 aus einer Höhe von 7,5 cm auf eine vertikal stehende Feder mit der Federkonstante K = 150
N/m. Um welche Strecke wird die Feder maximal zusammengedrückt?
Aufgabe 2 (2 Punkte): Ein ruhender Kessel explodiert und zerfällt dabei in drei Bruchstücke. Zwei
Bruchstücke haben die gleiche Masse m und fliegen rechtwinklig zueinander mit einer
Geschwindigkeit von 45,0 m/s davon. Das dritte Bruchstück hat die Masse 2m. Welche
Geschwindigkeit (Betrag und Richtung bzgl. der Geschwindigkeitsvektoren der beiden Bruchstücke
mit Masse m) besitzt das dritte Bruchstück?
Aufgabe 3 (3 Punkte):
Ein mathematisches Pendel wird hergestellt, indem man einen 2,0 kg schweren Stein an einem 4,0 m
langen Seil befestigt. Der Stein und das gespanntes Seil werden aus ihrer Ruhelage um 60° bezüglich
der Vertikalen ausgelenkt. Aus dieser Position wird der Stein schräg nach oben geworfen. Wenn er
wieder den tiefsten Punkt seiner Pendelbewegung passiert, hat der Stein eine Geschwindigkeit von
8,0 m/s. (a) Welche Anfangsgeschwindigkeit hatte der Stein? (b) Welchen größten Winkel bildet das
Seil mit der Vertikalen während der Pendelbewegung des Steins? (c) Wie groß ist die mechanische
Gesamtenergie des Systems, wenn die potentielle Gravitationsenergie am tiefsten Punkt der
Bewegung null gesetzt wird?
Freiwillige Zusatzaufgabe:
Aufgabe I:
Berechne das Verhältnis von Sonnenmasse zu Erdmasse aus folgenden Angaben. Gegeben sind der
Abstand Sonne-Erde (Rs = 1,496  108 km), der Abstand Erde-Mond (Rm= 3,85  105 km), die Dauer
einer Rotation der Erde um die Sonne (Ts = 365,2 Tage) und die Dauer einer Rotation des Monds um
die Erde (Tm = 27,3 Tage).
Aufgabe II:
Ein Körper der Masse 20 kg wird eine reibungsfreie, um 30
geneigte
schiefe Ebene durch eine horizontale Kraft F hinauf geschoben. Die Ebene ist 3 m lang.
(a) Wie viel Arbeit leistet die Kraft F, wenn die Geschwindigkeit am unteren Ende der schiefen
Ebene 1,4 m/s und am oberen Ende 6 m/s beträgt?
(b) Wie groß ist der Betrag der Kraft F?
(c) Wieweit hinauf würde der Körper sich bewegen, wenn die Ebene nicht reibungsfrei wäre und
die Reibungszahl  = 0,15 betrüge?