Probeklausur zur Vorlesung „Physik I für Chemiker

Technische Universität Braunschweig
Institut für Geophysik
und extraterrestrische Physik
Prof. A. Hördt
Probeklausur zur Vorlesung „Physik I für Chemiker,
Pharmazeuten, Geoökologen, Lebensmittelchemiker“
Zeit: 90 min
Wenn nicht anders erwähnt, gelten folgende Konstanten:
Erdbeschleunigung: g = 9.81 m/s2
Allgemeine Gaskonstante: R= 8.317 J/(Mol· K)
Aufgabe 1:
Ein Auto fährt mit einer Geschwindigkeit von v = 30 m/s und bremst mit einer
Verzögerung von a = -5 m/s2 ab. Wie viel Zeit vergeht bis zum Stillstand des Autos?
a.) 150 s
b.) 60 s
c.) 15 s
d.) 6 s
e.) 1.5 s
Aufgabe 2:
Die Endgeschwindigkeit bei einem freien Fall ist abhängig von:
1.) der Fallstrecke
2.) der Erdbeschleunigung
3.) der Masse
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
nur 1.)
nur 2.)
nur 3.)
nur 1.) und 2.)
alle
Aufgabe 3:
Ein Massepunkt führt eine Kreisbewegung mit konstanter Winkelgeschwindigkeit
aus. Auf ihn wirke eine Zentripetalkraft von 10 N. Wie groß ist die Zentripetalkraft,
wenn sich die Winkelgeschwindigkeit halbiert?
a.) 2.5 N
b.) 5 N
c.) 10 N
d.) 20 N
e.) 40 N
Aufgabe 4:
Ein Körper bewegt sich ohne Einwirkung äußerer Kräfte. Was gilt für den Körper?
1.) Die Beschleunigung größer als Null.
2.) Die Geschwindigkeit ist konstant.
3.) Der Betrag der Geschwindigkeit kann sich ändern, aber die Richtung ist konstant.
4.) Die Bewegungsrichtung kann sich ändern, aber der Betrag der Geschwindigkeit ist
konstant.
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
nur 2.) und 3.)
nur 1.) und 4.)
nur 2.)
nur 1.)
nur 2.) und 4.)
Aufgabe 5:
Welche der folgenden Gleichungen ist richtig?
a.) Leistung = Arbeit / Zeit
b.) Leistung = Zeit / Arbeit
c.) Leistung = Arbeit * Zeit
d.) Leistung = Arbeit * Strecke
e.) Leistung = Kraft * Strecke
Aufgabe 6:
Wenn die Geschwindigkeit eines Körpers verdoppelt wird, dann gilt für seine
kinetische Energie:
a.) Sie wird geviertelt
b.) Sie wird halbiert
c.) Sie bleibt gleich
d.) Sie wird verdoppelt
e.) Sie wird vervierfacht
Aufgabe 7:
Ein Körper der Masse 5 kg wird um 1 m angehoben. Die Gravitationsbeschleunigung
betrage 10 m/s2. Welche Arbeit ist zum Anheben nötig?
a.) 5 J
b.) 5 W
c.) 50 J
d.) 50 W
e.) 0.5 J
Aufgabe 8:
Wovon hängt die gravitative Anziehungskraft nicht ab?
a.) Gravitationskonstante
b.) Druck
c.) Masse des Probekörpers
d.) Masse der Zentralmasse
e.) Abstand zur Zentralmasse
Aufgabe 9:
Wie groß ist das Trägheitsmoment einer rotierenden Vollkugel?
r = 10 cm, m = 300 g
a.) 1,2 kg· m²
b.) 1,2· 10-3 kg· m²
c.) 2,4· 10-1 kg· m²
d.) 2,4· 10-2 kg· m²
e.) 3,6· 10-2 kg· m²
Aufgabe 10:
Eine Masse m1 stößt mit der Geschwindigkeit 10 m/s vollkommen inelastisch zentral
auf eine gleiche Masse (m1 = m2). Mit welcher Geschwindigkeit bewegen sich die
Massen weiter?
a.) 2.5 m/s
b.) 5 m/s
c.) 10 m/s
d.) 20 m/s
e.) keine davon
Aufgabe 11:
Wie groß ist das Eintauchvolumen eines Körpers der Masse m = 30 g, der in einer
Flüssigkeit der Dichte ρ = 2 g/cm3 schwimmt?
a.) 2 ml
b.) 15 ml
c.) 30 ml
d.) 60 ml
e.) 66.6 ml
Aufgabe 12:
Welcher Druck herrscht im Inneren eines hydraulischen Zylinders (A = 100 cm2),
welcher mit F = 500 N belastet wird?
a.) 1000 Pa
b.) 5000 Pa
c.) 10000 Pa
d.) 50000 Pa
e.) 100000 Pa
Aufgabe 13:
Wovon hängt die Steighöhe einer Flüssigkeit in einem Kapillarröhrchen nicht ab?
a.) Oberflächenspannung
b.) Dichte der Flüssigkeit
c.) Dichte der Luft
d.) Erdbeschleunigung
e.) Radius des Kapillarröhrchens
Aufgabe 14:
In einem Rohr der Querschnittsfläche 10 cm2 strömt eine reibungsfreie,
inkompressible Flüssigkeit mit der Geschwindigkeit 2 m/s. Das Rohr verbreitert sich
auf eine Querschnittsfläche von 40 cm2. Wie groß ist dort die
Strömungsgeschwindigkeit?
a.) 0.5 m/s
b.) 1 m/s
c.) 2 m/s
d.) 4 m/s
e.) 8 m/s
Aufgabe 15:
Die innere Energie eines idealen Gases hängt ab von:
1) der Temperatur
2) dem Druck
3) dem Volumen
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
nur 1)
nur 2)
nur 3)
nur 1) und 2)
nur 1) und 3)
Aufgabe 16:
Für ein ideales Gas gilt bei konstanter Temperatur:
1) p ⋅V ≥ 0
2) p ⋅V < 0
3) p ⋅ V = const .
a.) nur 1)
b.) nur 2)
c.) nur 3)
d.) 1) und 3)
e.) 2) und 3)
Aufgabe 17:
Bei einer adiabatischen Zustandsänderung eines idealen Gases gilt:
1) Die Temperatur bleibt konstant
2) Die innere Energie bleibt konstant
3) Das Gas leistet keine mechanische Arbeit
a.)
b.)
c.)
d.)
e.)
nur 1)
nur 2)
nur 3)
nur 1) und 3)
nichts davon
Aufgabe 18:
Welche Aussage ist falsch?
a.) Ein Gas kann mechanische Arbeit leisten.
b.) Die innere Energie eines Gases ändert sich durch Zuführung von Wärme und
mechanischer Arbeit.
c.) Man kann Wärme mit einer periodisch arbeitenden Maschine vollständig in
mechanische Arbeit umwandeln.
d.) Die Carnot-Maschine erzielt den größtmöglichen Wirkungsgrad.
e.) keine der Vorherigen
Aufgabe 19:
Bei einem Carnot-Prozess als Motor ist die Temperatur des warmen Reservoirs 350 K,
die des kalten 260 K. Wie groß ist der Wirkungsgrad?
a.) 0,10
b.) 0,26
c.) 0,52
d.) 0,74
e.) 3,89
Aufgabe 20:
Am Tripelpunkt
a.) liegen alle drei Phasen vor (gas, flüssig, fest)
b.) hat Wasser eine Temperatur von 100°C
c.) hat Wasser eine Temperatur von 0°C
d.) Ist Wasser am dichtesten
e.) nichts von alldem
Aufgabe 21:
Ein Hund ist an seiner Hundehütte (m = 10 kg) festgebunden. Dann läuft er los und
zieht seine Hütte hinter sich her. Zwischen Hütte und Boden herrscht ein
Reibungskoeffizient von f = 0.3. Welche Arbeit muss der Hund verrichten, wenn er die
Hütte 250m weit zieht?
Aufgabe 22:
An einer Schraubenfeder hängt ein Gewicht mit einer Masse von 300 g. Die
Federkonstante beträgt 30 N/m. Wie groß ist die potentielle Energie des Gewichts im
Umkehrpunkt, wenn das Gewicht um 20 cm ausgelenkt und dann losgelassen wird?
Aufgabe 23:
Ein Wind weht über einen offenen Schornstein mit einer Geschwindigkeit von 50
km/h. Welcher Druck herrscht im Inneren des Schornsteins? Luftdruck p0 = 1013 hPa
Aufgabe 24:
3 kg CO2 werden in einem abgeschlossenen Druckbehälter (V = 3 l) auf 100 °C
erwärmt. Welcher Druck herrscht im Inneren?
R = 8.317 J/(Mol· K), MMol,CO2 = 44 g/Mol