14 - TU Chemnitz

Technische Universität Chemnitz
Institut für Physik
Dipl.-Phys. Franziska Lüttich
[email protected]
http://www.tu-chemnitz.de/physik/OSMP
Seminar Analyse exp.-phys. Probleme
SS 2011
14. Seminar
- Wiederholung: WS 2010/11 1. Aufgabe: Vektorrechnung
Drei Astronauten bewegen sich mit Hilfe von Düsen, die an ihrem Rücken
befestigt sind. Sie schieben einen Asteroiden (m = 0,5 t) in ein
Verarbeitungsdock, indem sie die in der Abbildung dargestellten Kräfte
ausüben. Welche Gesamtkraft wirkt in x- und y-Richtung? Wie groß ist die
Beschleunigung des Asteroiden (in Vektorschreibweise sowohl als Betrag und
Richtung)?
2. Aufgabe: Erhaltungssätze
Ein Quader mit der Masse m1 = 1,0 kg, der reibungsfrei auf einer waagerechten Fläche ruht, ist mit einer
entspannten Feder verbunden, deren anderes Ende an einer Wand fixiert ist. Auf diesen Quader stößt ein
zweiter, 2,0 kg schwerer Quader mit einer Geschwindigkeit von 4,0 m/s. Nach dem Stoß haften die Quader
aneinander. Wie weit wird die Feder (Federkonstante von 41,2 N/m) eingedrückt, bevor sich die Quader
wieder von der Wand weg bewegen.
3. Aufgabe: Stoßprozess
Kontrollfrage: Welche Erhaltungssätze gelten bei Stoßprozessen?
Ein Fadenpendel der Länge l = 1,0 m und der Pendelmasse m1 = 30 g wird um 60 ° aus der Ruhelage
ausgelenkt und anschließend losgelassen. Beim Durchgang durch die Gleichgewichtslage stößt es
inelastisch auf einen Körper der Masse 20 g, die Pendelmasse löst sich vom Pendel und beide Massen
bewegen sich gemeinsam weiter. Berechnen Sie die Geschwindigkeit, die die Körper nach dem Stoß haben.
4. Aufgabe: Thermodynamik
Jemand macht sich Eistee, indem er 500 g heißen Tee (im Wesentlichen Wasser, 70°C) mit derselben
Menge Eis (0°C) mischt. Welche Temperatur und Masse hat das verbleibende Eis, nachdem der Tee und das
Eis eine gemeinsame Temperatur erreicht haben? (Ein Austausch mit der Umgebung werde vernachlässigt.)
- Hinweis: Bei wie viel Grad schmilzt Eis?
5. Aufgabe: Ladungen
Zwei Ladungen q1 = 0,05 µC und q2 = 0,15 µC wirken in einem Abstand von 10 cm aufeinander. Welche Kraft
wirkt zwischen den beiden Ladungen und wie groß ist diese? Aus wie vielen Elementarladungen bestehen
die beiden Ladungen?