Physik I

FH Merseburg, Physik für Ingenieure, WS 2004/2005
Aufgaben Mechanik: 2. Übung
„Dynamik“
(02. November 2004)
1. Zwei Körper mit den Massen m1= m2=1kg hängen links und rechts an einem Seil, das
über eine Rolle läuft. Wird ein Körper m3=0,25kg auf den Körper 1 gelegt, so
bewegen sich beide abwärts (s0=0, v0=0, Masse der Rolle und des Seils vernachlässigt,
keine Reibung). Man berechne:
a. die Beschleunigung a
b. die Zeit t1 in der die Strecke s1=2m zurückgelegt wird
c. die Seilkraft FS
d. die Kraft FA in der Aufhängung
e. die Kraft F3 , mit der der Körper 3 auf Körper 1 lastet
f. Stellen Sie die Bewegungsgleichung für den Fall auf, dass die Seilmasse
berücksichtigt werden muss (bei s0=0 sind beide Seilenden gleich lang).
2. In welche Höhe h über einem festen Ort auf dem Äquator muss ein Satellit gebracht
werden, wenn er über diesem Ort stehen bleiben soll (geostationärer Satellit)?
3. Welche Arbeit muss aufgewendet werden, um eine Feder mit der Federkonstanten
k=300N/m um ∆x=10cm zusammenzudrücken?
a. Ohne Vorspannung
b. Bei einer Vorspannung von 5cm
4. Zwei Kugeln mit den Massen m1=m und m2=2m bewegen sich mit dem gleichen
Geschwindigkeitsbetrag v aufeinander zu. Welche Geschwindigkeiten u1 und u2
ergeben sich nach dem Zusammenstoß, wenn dieser
5
u1 = v, u 2 = − v
a. Elastisch erfolgt?
3
1
u=− v
b. Unelastisch erfolgt?
3
4
c. Wie groß ist im Fall b) der Energieverlust (Verformungsarbeit)? ∆W = mv 2
3
5. Der Waagebalken einer Balkenwaage hat die Länge c=50cm. Seine Aufhängepunkte
bilden die Ecken eines gleichschenkligen Dreiecks mit der Höhe h=10cm. Bei
Gleichgewicht befindet sich auf beiden Waagschalen die gleiche Masse m=10g. Um
welchen Winkel α neigt sich der Waagebalken, wenn auf einer Seite ein Wägestück
der Masse ∆m=2g zugelegt wird?
Hausaufgabe
Ein Stab der Länge l=1m ist an einem Ende um eine horizontale Achse drehbar gelagert.
Er wird zunächst in waagerechter Lage gehalten. Welche maximale Geschwindigkeit v
m
v = 5.4
erreicht sein freies Ende nach dem Loslassen?
s