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D:\257779091.doc
07.04.17
00:28
E-Phase PH2, 1. Klausur Physik, Lösungen
Aufgabe 1:
Ein Eilzug fährt um 19:08 Uhr in München ab und erreicht das 221 km entfernte Lindau um 23:42 Uhr. Wie groß ist
seine mittlere Geschwindigkeit in
km/h und in m/s ?
Für die mittlere Geschwindigkeit gilt:
v
v
Gesamtweg
. s = 221 km,
Gesamtzeit
t = 4h 34’ = 4 17
h =
30
137
30
h
221km·30 6630 km
km
= 13,44 m/s

 48,39
137 h
137 h
h
Aufgabe 2:
Ein zunächst ruhender Körper wird beschleunigt und hat nach 15 s die Geschwindigkeit 24 m/s erreicht.
a) Wie groß sind seine Beschleunigung und der Weg, den er in dieser Zeit zurückgelegt hat?
Es gilt: a 
v 24 m
m

 1,6 2
t 15 s·s
s
und für den Weg:
s  21 at 2  0,8·225
m·s2
 180 m
s2
b) Welche Verzögerung muss ihm erteilt werden, damit er nach weiteren 120 m zur Ruhe kommt? Welche Zeit erfordert
dieses Abbremsen?
Es gilt:
a
v²
24² m²
m
.

 2,4
2s 240 s²m
s²
Die Zeit berechnet man z.B. mit
t
v 24 ms²

 10s
a 2,4 sm
Aufgabe 3:
Um die Folgen eines Unfalls bei der Geschwindigkeit v = 60 km/h zu demonstrieren, lässt eine Versicherungsgesellschaft ein
Auto im freien Fall auf den Boden aufschlagen. In welcher Höhe H wurde das Auto losgelassen?
H =
v2
602  m2 s2

2·g 2·9,813,6
· 2  ms2
= 14,16 m
Aufgabe 4:
Ein Gegenstand fällt von einem 50 m hohen Turm herab (keine Luftreibung!). Berechnen Sie die Zeit, nach welcher er auf
dem Erdboden zerschellt. Bestimmen Sie den Abstand zur Erde nach 2 Sekunden Flugzeit.
s = ½gt²

t =
2s

g
2·50 ms2
 3,19 s
9,81m
s(2s) = 0,5·9,81·2² m = 19,62 m ;
Abstand = 50 m – 19,62 m = 30,38 m
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07.04.17
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Aufgabe 5:
Zu einer geradlinigen Bewegung gehört das folgende Zeit – Geschwindigkeit – Diagramm.
a) Bestimmen Sie die Beschleunigung in den einzelnen Abschnitten.
Bereich I:
v = 3 m/s, t = 2 s, also
a = 1,5 m/s²
Bereich II:
v = 0 m/s, t = 3 s, also
a = 0 m/s²
Bereich III:
v = – 3 m/s, t = 1 s, also
a = – 3 m/s², der Körper wird gebremst oder bremst
selber.
I
III
II
b) Ermitteln Sie den vom Körper insgesamt zurückgelegten Weg.
Bereich I:
s = ½·1,5·2² s²·m/s² = 3 m
Bereich II:
s = v·t = 3·3 s·m/s = 9 m
Bereich III:
s = ½·3·1² s²·m/s² = 1,5 m
Weg insgesamt also
13,5 m
Aufgabe 6:
Nach einem Sprung vom 10-m-Turm taucht eine Springerin elegant senkrecht ins Wasser ein und bremst auf einer
Wassertiefe von 2,50 m ab. Ein Springer macht dagegen eine „Bauchlandung“ und hat bereits nach 50 cm(!) Wassertiefe
den Fall gebremst.
a)
Berechnen Sie die wirkenden Beschleunigungen in beiden Fällen.
Zunächst muss die Eintauchgeschwindigkeit ermittelt werden. Die Springer werden auf einer
Strecke von 10m mit der Beschleunigung g
beschleunigt, also: v = 2gh  2·10·9,81
m·m
 14,0
s2
v2
folgt für die Springerin: a
2a
v2
14,02 m2
m
v2
14,02 m2
m


39,2

 196 2 .
=
,
und
für
den
Springer:
a
=
2
2
2
2s 2·2,50 ms
2s 2·0,50 ms
s
s
m/s. Im Wasser werden sie wieder auf 0 m/s gebremst. Aus s 
b)
Beschleunigungen über 10g können bereits gesundheitsschädlich sein! Nehmen Sie diesbezüglich zu den beiden
Sprüngen Stellung!
Bei der Springerin wirken demnach fast
4g, beim Springer sind es fast
Bauchlandung vom 10-m-Turm ist also lebensgefährlich!
20g! Eine