3.¨Ubung zur Vorlesung PPh
Werbung
3. Übung zur Vorlesung PPh “Einführung in die Physik für Pharmazeuten und Biologen” WS 2008/09 (Besprechung am 03.11.2008) Aufgabe 9 Tropfenwagen Ein Tropfenwagen (siehe Vorlesungsversuch) gleitet über eine Aluschiene und tropft dabei mit einer konstanten Frequenz von 3 Hz Tintenkleckse auf eine Papierunterlage. Betrachten Sie die folgenden zwei Vorlesungsversuche und die zugehörigen Originalmeßdaten vom 20.10.2008. a) In einer ersten Versuchsreihe bewegt sich der Wagen gleichförmig (mit konstanter Geschwindigkeit v) und hinterläßt eine Tropfspur mit annähernd äquidistanten Abständen ∆xi = (10.5, 10.4, 11.4, 11.0, 9.4, 8.0, 7.9, 8.5, 9.2, 9.0, 9.5) cm. Berechnen Sie aus dem gemessenen Datensatz mit Hilfe von Gausscher Fehlerfortpflanzung den Mittelwert der Geschwindigkeit v̄, sowie den absoluten Fehler des Mittelwertes ∆v̄. b) In einer zweiten Versuchsreihe führt der Wagen eine Bewegung mit konstanter Beschleunigung aus und hinterläßt daher eine Tropfspur mit kleiner werdenden Abständen ∆xi = (15.7, 15.0, 13.7, 12.5, 11.6, 10.1, 9.2, 8.0) cm. Ermitteln Sie aus dem gemessenen Datensatz mit Hilfe von Gausscher Fehlerfortpflanzung die mittlere Beschleunigung ā sowie den dazugehörigen absoluten Fehler ∆ā. Aufgabe 10 Pendel Eine Kugel der Masse m = 6.3 g trifft mit einer Geschwindigkeit v auf einen an einem Faden aufgehängten Holzklotz (Masse M = 10 kg) und bleibt darin stecken. Durch den Impulsübertrag beginnt der Holzklotz zu pendeln. Beim maximalen Ausschlag wird eine Höhenänderung von ∆h = 12 mm für den Holzklotz beobachtet. Wie groß war die Kugelgeschwindigkeit v, bevor sie den Holzklotz traf? An welcher Stelle der Rechnung müssen Sie den Energieerhaltungssatz verwenden? vorher nachher v ∆h Abbildung 1: Impulsübertrag einer Kugel Aufgabe 11 Zentraler Stoß zweier Kugeln Betrachten Sie den zentralen elastischen Stoß zweier Kugeln auf einer Tischplatte. Eine Kugel der Masse m1 = 0.1 kg bewege sich gleichförmig (v = const) mit der Geschwindigkeit v1 = 1 m/s auf eine unbewegte Kugel der Masse m2 = 0.5 kg zu. Berechnen Sie die Geschwindigkeiten der Kugeln nach dem Stoß und geben sie deren Richtungen an. (Hinweis: Benutzen Sie hierfür den Impuls- und den Energieerhaltungssatz!)
