Blatt 3

ÜBUNGEN ZUR
PHYSIK I SOMMERSEMESTER 2016
– BLATT 3 –
Caren Hagner, Markus Drescher
(Vorbesprechung am 4.5.2016,
Abgabe am 10.5.2016)
Aufgabe 1: Nicht ganz freier Fall
Man berechne die Beschleunigung der beiden Körper mit den Massen m1= 5kg und m2 = 2kg und

die Seilspannung s . Das Seil und die Rollen seien masselos und die Reibung ist zu
vernachlässigen.
m1
m2
Aufgabe 2: Kugelrutsch
Vom höchsten Punkt einer Kugel (Radius R) gleitet eine Punktmasse reibungsfrei und löst sich an
einer bestimmten Stelle von der Kugeloberfläche. Um welchen Höhenunterschied h liegt diese
Stelle unter dem höchsten Punkt?
m
h
R
Aufgabe 3: Bungee-Springen
Das Bungee-Springen ist ein vergnüglicher Sport für jung und alt, bei dem man sich von einer
Plattform im freien Fall in die Tiefe stürzt und von einem Gummiseil gebremst wird, so dass
möglichst knapp über dem Boden (oder einer Wasserfläche) die Fallgeschwindigkeit null wird.
a) Die Länge des entspannten Seils sei L0=30 m. Wenn sich das Seil auf eine Länge L
dehnt, bewirkt es eine Kraft von ky, wobei k=50 N/m und y=L-L0 ist. Berechnen
Sie die Fallhöhe unter Vernachlässigung des Luftwiderstands und der Masse des
Seils. Die Masse des Springers sei 75 kg.
b) Skizzieren Sie qualitativ die vertikale Position, Geschwindigkeit und
Beschleunigung des Springers als Funktion der Zeit.
Aufgabe 4: Beladen eines Wagens
Ein 7m langer Wagen (m=2t) fährt reibungsfrei eine 2m hohe Rampe hinab. Seine
Anfangsgeschwindigkeit ist v0=0. Danach rollt er auf horizontaler Schiene reibungsfrei unter einer
Ladeluke von 1m Durchmesser hindurch, die genau so lange geöffnet wird, wie sie sich ganz unter
dem Wagen befindet. Aus der Luke fallen 5t Sand pro Sekunde senkrecht nach unten.
a) Welche maximale Geschwindigkeit besitzt der leere Wagen?
b) Berechnen Sie für die Zeit während des Beladens: die Geschwindigkeit v(t) und den
zurückgelegten Weg s(t).
c) Wie lange dauert der Ladevorgang?
d) Mit wieviel Sand ist der Wagen am Ende beladen und wie groß ist seine
Endgeschwindigkeit?