LK Physik Aufgaben zur Kinematik Bei allen

LK Physik
Aufgaben zur Kinematik
Cusanus-Gymnasium Wittlich
Kursleiter: W. Zimmer
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Bei allen Aufgaben sind die Ansätze zu begründen und die Rechenwege
vollständig anzugeben.
1) Für den geplanten Transrapid
zwischen München Hauptbahnhof
und dem 37,4 km entfernten
Flughafen hat die DB das
nebenstehende Geschwindigkeitsband veröffentlicht.
a) Berechne die
Durchschnittsgeschwindigkeit
auf dieser Strecke.
Zur Kontrolle: v ≈ 62,5m / s
b) Nach 2,5 km hat der Zug eine
Geschwindigkeit von 220 km/h
erreicht. Wie groß ist seine
Beschleunigung auf diem
Streckenabschnitt, wenn man
diese als konstant
voraussetzt?
Zur Kontrolle: a ≈ 0,75m / s2
2) Ein Rennwagen startet mit einer konstanten Beschleunigung von a = 5 m/s2
a) Welche Geschwindigkeit wird nach 10 s erreicht? ( m/s und km/h )
b) Wie groß ist der in 10 s zurückgelegte Weg ?
Zur Kontrolle: zu a) v = 50 m/s, v = 180 km/h zu b) s = 250 m
3) Mit zwei Motorrädern wird ein Beschleunigungstest gemacht.
Motorrad Nr. 1 erreicht nach 10 s die Geschwindigkeit v = 100 km/h.
Motorrad Nr. 2 braucht eine Beschleunigungsstrecke von 100 m um auf die
Endgeschwindigkeit von 100 km/h zu kommen.
Welches Motorrad erreicht die größten Beschleunigungswerte?
Zur Kontrolle: a1 = 0,72a2, also a1 < a2
4) Ein Flugzeug, das zunächst mit einer gleich bleibenden Geschwindigkeit von 160 m/s fliegt,
beschleunigt 15 s lang mit a = 6,5 m/s2
Welche Geschwindigkeit hat es dann?
Zur Kontrolle: v = 257,5 m/s
5) Nach 3 Sekunden erreicht ein gleichförmig beschleunigtes Fahrzeug die Geschwindigkeit
0,52 m/s. Wie groß ist der in 3 s zurückgelegte Weg?
Zur Kontrolle: s = 0,78 m
6) Ein Zug erreicht aus der Ruhe nach 10 s die Geschwindigkeit 5 m/s.
Wie weit ist er gefahren?
Zur Kontrolle: s = 25 m
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7) Die Achterbahn Colossos beschleunigt bei ungebremster Abfahrt in 3,9 s von 28,8 km/h auf
110,7 km/h.
a) Wie groß ist die Beschleunigung (sie soll als konstant angenommen werden)?
b) Wie lang ist der Beschleunigungsweg?
Zur Kontrolle: zu a) a = 5,83 m/s2 zu b) s = 75,56 m
8) Eine rollende Kugel legt in der 1. Sekunde aus der Ruhe heraus 20 cm, in der 2. Sekunde
60 cm, in der 3. Sekunde 100 cm zurück.
a) Skizzieren Sie ein s - t - Diagramm.
b) Welche Bewegung liegt vor?
c) Welche Geschwindigkeit hat der Körper nach 1 s, 2 s, 3 s, 4 s?
d) Wie groß ist die mittlere Geschwindigkeit für den gesamten Weg? (s = 180 cm)
Zur Kontrolle: zu b) Es liegt eine gleichmäßig beschleunigte Bewegung vor.
zu c) v1 = 40 cm/s, v2 = 80 cm/s, v3 = 120 cm/s, v4 = 160 cm/s
zu d) v ≈ 0,60m / s
9) Ein Pfeil wird von der Sehne eines Bogens auf einer Strecke von 0,6 m beschleunigt.
Er erreicht eine Geschwindigkeit von 60 m/s.
a) Warum ist die Beschleunigung nicht konstant?
b) Wie groß ist die mittlere, konstant angenommene Beschleunigung?
c) Wie lange dauert der Beschleunigungsvorgang?
Zur Kontrolle: zu b) a = 3000 m/s2, zu c) t = 0,02 s
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