Teil 1, 3. Übungsstunde

Übungen Physik, FF1b1
WS 2013/2014
Teil 1, 3. Übungsstunde
1. Welche Aussagen sind für den freien Fall im Vakuum richtig?
a) Alle Körper erhalten dieselbe Beschleunigung.
b) Größere Massen werden stärker beschleunigt.
c) Auf alle Körper wirkt dieselbe Kraft.
d) Auf schwerere Körper wirkt eine größere Kraft.
2. Die Masse m = 2 kg mit der Anfangsgeschwindigkeit v0 = 0 m/s wird durch die Kraft F beschleunigt und
legt in 10 s den Weg s = 50 m zurück.
a) Wie groß ist die Beschleunigung?
b) Wie groß ist die Kraft?
c) Wie groß ist ∆Wkin ?
d) Wie lauten die drei Axiome von Newton?
3. Mit welcher Kraft muss eine vertikal aufsteigende Rakete (m = 2000 kg = 2 t) abgeschossen werden,
damit sie nach 10 s die Geschwindigkeit 5 m/s hat? (Wir vernachlässigen den Massenverlust durch den
Treibstoffausstoß.)
4.
a) Ein Ballspieler (Masse M = 80 kg) wirft einen Ball (Masse m1 = 0, 2 kg) mit einer Kraft von F = 2 N.
(Ball)
(Spieler)
Berechnen Sie die Beschleunigung a1
des Balls und die Beschleunigung a1
des Ballspielers
(= Rückstoß)!
b) Derselbe Ballspieler wirft mit derselben Kraft F einen schwereren Ball (Masse m2 = 1 kg).
(Ball)
(Spieler)
Wie groß sind jetzt die Beschleunigung a2
des Balls und der Rückstoß a2
des Ballspielers?
(Ball)
c) Derselbe Ballspieler wirft den schwereren Ball (m2 ) mit der Beschleunigung a1
.
Wie groß ist die Kraft F 0 für den schwereren Ball und wie groß ist der Rückstoß a0 des Ballspielers?
5. Ein Mensch (m = 80 kg) fährt in einem Lift gleichförmig mit der Geschwindigkeit v = 2 m/s nach unten.
In den letzen 4 s bremst der Aufzug gleichförmig bis zum Stillstand.
Mit welcher Kraft drückt der Boden des Aufzugs gegen den Menschen?
6.
a) Die Masse m = 5 kg hat die Anfangsgeschwindigkeit v0 = 10 m/s und wird 10 s lang mit der Beschleunigung a = 0, 5 m/s2 beschleunigt.
Wie ändert sich die kinetische Energie? Bekommt die Masse Energie oder verliert sie Energie?
b) Die Masse m = 5 kg hat die Anfangsgeschwindigkeit v0 = 50 m/s und wird durch die Bremskraft
F = −20 N bis zum Stillstand abgebremst.
Wie ändert sich Wkin in den ersten 4 s? Bekommt die Masse Energie oder verliert sie Energie?
7.
a) Wie viel Energie braucht ein Kran, um die Masse m = 30 kg mit konstanter Geschwindigkeit 10 m
hoch zu heben?
b) In einem Kraftfeld wirkt die Kraft F = 10 N auf eine bestimmte Masse.
Wie ändert sich die Energie, wenn man die Masse um 3 m gegen die Kraft verschiebt?
Wie ändert sich die Energie, wenn man die Masse um 4 m in Richtung der Kraft verschiebt?
8. Wir haben die Energie von 1 kWh zur Verfügung.
a) Wie hoch kann man damit einen 10 Tonnen scheren Betonblock heben?
b) Auf welche Geschwindigkeit kann man damit ein 1000 kg schweres Auto aus dem Stand (v0 = 0 m/s)
beschleunigen?