¨Ubungen zur Einführung in die Physik 1 für Studierende mit
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Übungen zur Einführung in die Physik 1 für Studierende mit Nebenfach Physik WS 2004/2005 3. Übung Besprechung am 12.11.04 ———————————————————————————————————————————— 1. Aufgabe: Aufzug Ein Mann steht in einem Aufzug auf einer Waage. Sie zeigt bei stehendem Aufzug 70 kg an. (Fallbeschleunigung g = 9, 81 sm2 ) a) Plötzlich setzt sich der Fahrstuhl mit konstanter Beschleunigung in Bewegung. Daraufhin zeigt die Waage 80 kg an. In welche Richtung fährt der Fahrstuhl? Mit welcher Beschleunigung bewegt er sich? (1P) b) Was zeigt die Waage an, wenn der Fahrstuhl sich mit einer Beschleunigung von 1 sm2 nach unten bewegt? (1P) 2. Aufgabe: Tal- und Bergfahrt Ein PKW fährt auf einem kurvenfreien Streckenabschnit mit der Geschwindigkeit v0 = 72 km h durch eine Talsenke (Krümmungsradius r1 = 135 m) und danach über eine Bergkuppe (Krümmungsradius r2 = 68 m). Der Fahrer hat die Masse m = 80 kg; die Fallbeschleunigung beträgt g = 9, 81 sm2 . a) Wie groß ist die Radialkraft Fr1 für den Fahrer in der Talsenke und die Radialkraft Fr2 für den Fahrer auf der Bergkuppe? (1P) b) Wie groß ist die Gewichtskraft G des Fahrers und bei welcher Geschwindigkeit v1 verliert der PKW die Bodenhaftung? (1P) 3. Aufgabe: Newtonsche Axiome Sechs gleiche Würfel, jeder mit der Masse 1 kg, liegen auf einem ebenen, sehr glatten Tisch (keine Reibung!). Eine konstante Kraft mit dem Betrag F = 1 N wirkt auf den ersten Würfel in Richtung des eingezeichneten Vektors. Geben Sie die Größe der resultierenden Kraft Fi an, die jeweils auf einen Würfel wirkt. Welche Kraft F ∗ übt außerdem der Würfel 4 auf Würfel 5 aus? Vorüberlegung: Welche (genaue!!!) Bedeutung haben die einzelnen Größen im Spezialfall des 2. Newtonschen Axioms: F = ma ?) (2P) 4. Aufgabe: Actio und Reactio Welche Kraft zeigt der Federkraftmesser im oberen bzw. im unteren Fall an? (1P) 5. Aufgabe: Atwoodsche Fallmaschine Über eine reibungsfrei drehbare Rolle ist ein Seil gelegt. An den Enden befinden sich die Massen m1 = 7, 2 kg und m2 = 6, 5 kg an. a) Bestimmen Sie die Bescheunigung der Massen, die Seilkraft FS und die Kraft FA auf das Rollenlager. (2P) b) Mit welcher Geschindigkeit und nach welcher Zeit erreicht die Masse m2 die Höhe H = 125 cm, wenn sich m1 zur Zeit t = 0 s in der Höhe H in Ruhe befindet? (1P) (Die Massen von Seil und Rolle seien vernachlässigbar.) ————————————————————————————————————————————Informationen zur Vorlesung und Übung: a) http://www.physik.uni-wuerzburg.de/einfuehrung/ b) http://www.physik.uni-wuerzburg.de/einfuehrung/WS0405/uebung nebenfach WS0405.html email: [email protected]
