3. WH
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3. Lernzielkontrolle aus Physik 2 ak – kircher Mittwoch, 20. März 2013 Gruppe A ACHTUNG: Fehlerhafte und unübliche Notation sind bewertungsrelevant und führen zu Punkteabzügen. Beantworten Sie Anwendungsbeispiele in ganzen Sätzen. Dokumentieren Sie Lösungswege (Ansätze, Nebenrechnungen, Überlegungen) 1. 2. 3. a) Berechnen Sie die Leistung eines 1 200 kg schweren Fahrzeugs, das in 6 s von 0 auf 72 km/h beschleunigen kann. Geben Sie diese Leistung in kW an. P = Error! = Error! = Error! = 40.000 W = 40 kW b) Ein Radfahrer mit der Masse 70 kg kann auf Dauer 280 W leisten. Berechnen Sie die Geschwindigkeit in km/h mit der er eine Steigung von 8 % befahren kann. P = Error! = Error! = m g st v v = Error! = Error! = 5 m/s = 18 km/h a) Eine Kugel rollt eine Rampe hinauf. Sie hat eine Anfangsgeschwindigkeit von 8 m/s. Berechnen Sie die Höhe, die diese Kugel erreichen kann. Error! = m g Δh Δh = Error! = Error! = 3,2 m b) Eine 5 kg schwere Katze kann aus dem Stand eine Sprunghöhe von ca. 1 m erreichen (d.h. sie kann ihren Körperschwerpunkt um 1 m heben. Ihre Beine gestatten eine Beschleunigungsstrecke von 10 cm. Berechnen Sie die Leistung der Katze beim Hochsprung. F Δx = m g Δh F = Error! = Error! = 500 N a = Error! = Error! = 100 m/s2 Δx = Error! t2 = Error! = Error! t = 0,0447 s P = Error! = Error! = 1 118 W 1,1 kW a) Ein Kraftwerk liefert eine Durchschnittsleistung von 50 kW. Berechnen Sie die Jahresenergiemenge in TJ. Eine Liter Öl hat einen Energieinhalt von ca. 35 MJ. Berechnen Sie die Tagesölmenge, die dieses Kraftwerk einspart. E = P · t = 50 kW · 365 · 24 h = 438 000 kWh = 1 576 800 MJ 1,6 TJ M = Error! = 123,4 l Das Kraftwerk erzeugt eine Jahresenergiemenge von 1,6 TJ und spart pro Tag 123,4 l Erdöl ein. b) Eine Population von 10.000 Menschen konsumiert pro Monat (30 Tage) 120 000 GJ Energie. Berechnen Sie die durchschnittliche Pro-Kopf-Leistung in kW/p. PKL = Error! = 4 629 W/p Der Prokopfverbrauch ist 4,6 kW/p. 4. a) Der Mehrverbrauch bei einer Stopp-and-Go-Fahrt (Stadtverkehr) ist proportional zum Quadrat v der zwischen den Starts erreichten Geschwindigkeit. Der Normalverbrauch beträgt 5 cl/km. Bei v = 50 km/h beträgt der Gesamtverbrauch 8 cl/km. Berechnen Sie den Gesamtverbrauch für v = 70 km/h. MVB(50 km/h) = (8 – 5) cl/km = 3 cl/km MVB(70 km/h) = 3 · Error! = 5,88 cl/km daher Der Normalverbrauch beträgt bei 70 km/h 10,88 cl/km. b) Kreuzen Sie in der folgenden Tabelle die richtigen Aussagen an: Bei der Spaltung leichterer Kerne als Eisen wird Energie frei. Die Energie der Sonne entsteht hauptsächlich durch die Fusion von Wasserstoff zu Helium. In einem geschlossenen System bleibt die Summe aller Energie erhalten. Elektrische Energie kann als kinetische Energie gedeutet werden, weil sich Elektronen bewegen. kWh ist eine Leistungseinheit 3. Lernzielkontrolle aus Physik 2 ak – kircher ACHTUNG: Fehlerhafte und unübliche Notation sind bewertungsrelevant und führen zu Punkteabzügen. Beantworten Sie Anwendungsbeispiele in ganzen Sätzen. Dokumentieren Sie Lösungswege (Ansätze, Nebenrechnungen, Überlegungen) X X X Mittwoch, 20. März 2013 Gruppe B 1. 2. 3. 4. a) Berechnen Sie die Leistung eines 1 500 kg schweren Fahrzeugs, das in 6 s von 0 auf 72 km/h beschleunigen kann. Geben Sie diese Leistung in kW an. P = Error! = Error! = Error! = 50.000 W = 50 kW b) Ein Radfahrer mit der Masse 70 kg kann auf Dauer 140 W leisten. Berechnen Sie die Geschwindigkeit in km/h mit der er eine Steigung von 8 % befahren kann. P = Error! = Error! = m g st v v = Error! = Error! = 2,5 m/s = 9 km/h a) Eine Kugel rollt eine Rampe hinauf. Sie hat eine Anfangsgeschwindigkeit von 10 m/s. Berechnen Sie die Höhe, die diese Kugel erreichen kann. Error! = m g Δh Δh = Error! = Error! = 5 m b) Eine 5 kg schwere Katze kann aus dem Stand eine Sprunghöhe von ca. 1 m erreichen (d.h. sie kann ihren Körperschwerpunkt um 1 m heben. Ihre Beine gestatten eine Beschleunigungsstrecke von 10 cm. Berechnen Sie die Leistung der Katze beim Hochsprung. F Δx = m g Δh F = Error! = Error! = 500 N a = Error! = Error! = 100 m/s2 2 Δx = Error! t = Error! = Error! t = 0,0447 s P = Error! = Error! = 1 118 W 1,1 kW a) Ein Kraftwerk liefert eine Durchschnittsleistung von 60 kW. Berechnen Sie die Jahresenergiemenge in TJ. Eine Liter Öl hat einen Energieinhalt von ca. 35 MJ. Berechnen Sie die Tagesölmenge, die dieses Kraftwerk einspart. E = P · t = 60 kW · 365 · 24 h = 525 200 kWh = 1 890 720 MJ 1,9 TJ M = Error! = 148 l Das Kraftwerk erzeugt eine Jahresenergiemenge von 1,9 TJ und spart pro Tag 148 l Erdöl ein. b) Eine Population von 10.000 Menschen konsumiert pro Monat (30 Tage) ca. 100 000 GJ Energie. Berechnen Sie die durchschnittliche Pro-Kopf-Leistung in kW/p. PKL = Error! = 3 858 W/p Der Prokopfverbrauch ist ca. 3,9 kW/p. a) Der Mehrverbrauch bei einer Stopp-and-Go-Fahrt (Stadtverkehr) ist proportional zum Quadrat v der zwischen den Starts erreichten Geschwindigkeit. Der Normalverbrauch beträgt 5 cl/km. Bei v = 50 km/h beträgt der Gesamtverbrauch 8 cl/km. Berechnen Sie den Gesamtverbrauch für v = 80 km/h. MVB(50 km/h) = (8 – 5) cl/km = 3 cl/km MVB(80 km/h) = 3 · Error! = 7,68 cl/km daher Der Normalverbrauch beträgt bei 70 km/h 12,68 cl/km. b) Kreuzen Sie in der folgenden Tabelle die richtigen Aussagen an: Bei der Spaltung schwerer Kerne als Eisen wird Energie frei. Die Energie in einem Kernkraftwerk entsteht hauptsächlich durch die Fusion von Wasserstoff zu Helium. Wirkt auf einen Körper eine Kraft längs eines Weges, dann bleibt sein Energieinhalt gleich groß Die Bindungsenergie in einem Molekül kann als potentielle Energie gedeutet werden. MJ/ d (Megajoule pro Tag) ist eine Leistungseinheit 3. Lernzielkontrolle aus Physik 2 ak – kircher X X X Mittwoch, 20. März 2013 Gruppe A ACHTUNG: Fehlerhafte und unübliche Notation sind bewertungsrelevant und führen zu Punkteabzügen. Beantworten Sie Anwendungsbeispiele in ganzen Sätzen. Dokumentieren Sie Lösungswege (Ansätze, Nebenrechnungen, Überlegungen) 1. a) Berechnen Sie die Leistung eines 1 200 kg schweren Fahrzeugs, das in 6 s von 0 auf 72 km/h beschleunigen kann. Geben Sie diese Leistung in kW an. b) Ein Radfahrer mit der Masse 70 kg kann auf Dauer 280 W leisten. Berechnen Sie die Geschwindigkeit in km/h mit der er eine Steigung von 8 % befahren kann. 2. 3. 4. a) Eine Kugel rollt eine Rampe hinauf. Sie hat eine Anfangsgeschwindigkeit von 8 m/s. Berechnen Sie die Höhe, die diese Kugel erreichen kann. b) Eine 5 kg schwere Katze kann aus dem Stand eine Sprunghöhe von ca. 1 m erreichen (d.h. sie kann ihren Körperschwerpunkt um 1 m heben. Ihre Beine gestatten eine Beschleunigungsstrecke von 10 cm. Berechnen Sie die Leistung der Katze beim Hochsprung. a) Ein Kraftwerk liefert eine Durchschnittsleistung von 50 kW. Berechnen Sie die Jahresenergiemenge in TJ. Eine Liter Öl hat einen Energieinhalt von ca. 35 MJ. Berechnen Sie die Tagesölmenge, die dieses Kraftwerk einspart. b) Eine Population von 10.000 Menschen konsumiert pro Monat (30 Tage) 120 000 GJ Energie. Berechnen Sie die durchschnittliche Pro-Kopf-Leistung in kW/p. a) Der Mehrverbrauch bei einer Stopp-and-Go-Fahrt (Stadtverkehr) ist proportional zum Quadrat v der zwischen den Starts erreichten Geschwindigkeit. Der Normalverbrauch beträgt 5 cl/km. Bei v = 50 km/h beträgt der Gesamtverbrauch 8 cl/km. Berechnen Sie den Gesamtverbrauch für v = 70 km/h. b) Kreuzen Sie in der folgenden Tabelle die richtigen Aussagen an: Bei der Spaltung leichterer Kerne als Eisen wird Energie frei. Die Energie der Sonne entsteht hauptsächlich durch die Fusion von Wasserstoff zu Helium. In einem geschlossenen System bleibt die Summe aller Energie erhalten. Elektrische Energie kann als kinetische Energie gedeutet werden, weil sich Elektronen bewegen. kWh ist eine Leistungseinheit 3. Lernzielkontrolle aus Physik 2 ak – kircher Mittwoch, 20. März 2013 Gruppe B ACHTUNG: Fehlerhafte und unübliche Notation sind bewertungsrelevant und führen zu Punkteabzügen. Beantworten Sie Anwendungsbeispiele in ganzen Sätzen. Dokumentieren Sie Lösungswege (Ansätze, Nebenrechnungen, Überlegungen) 1. 2. 3. 4. a) Berechnen Sie die Leistung eines 1 500 kg schweren Fahrzeugs, das in 6 s von 0 auf 72 km/h beschleunigen kann. Geben Sie diese Leistung in kW an. b) Ein Radfahrer mit der Masse 70 kg kann auf Dauer 140 W leisten. Berechnen Sie die Geschwindigkeit in km/h mit der er eine Steigung von 8 % befahren kann. a) Eine Kugel rollt eine Rampe hinauf. Sie hat eine Anfangsgeschwindigkeit von 10 m/s. Berechnen Sie die Höhe, die diese Kugel erreichen kann. b) Eine 5 kg schwere Katze kann aus dem Stand eine Sprunghöhe von ca. 1 m erreichen (d.h. sie kann ihren Körperschwerpunkt um 1 m heben. Ihre Beine gestatten eine Beschleunigungsstrecke von 10 cm. Berechnen Sie die Leistung der Katze beim Hochsprung. a) Ein Kraftwerk liefert eine Durchschnittsleistung von 60 kW. Berechnen Sie die Jahresenergiemenge in TJ. Eine Liter Öl hat einen Energieinhalt von ca. 35 MJ. Berechnen Sie die Tagesölmenge, die dieses Kraftwerk einspart. b) Eine Population von 10.000 Menschen konsumiert pro Monat (30 Tage) ca. 100 000 GJ Energie. Berechnen Sie die durchschnittliche Pro-Kopf-Leistung in kW/p. a) Der Mehrverbrauch bei einer Stopp-and-Go-Fahrt (Stadtverkehr) ist proportional zum Quadrat v der zwischen den Starts erreichten Geschwindigkeit. Der Normalverbrauch beträgt 5 cl/km. Bei v = 50 km/h beträgt der Gesamtverbrauch 8 cl/km. Berechnen Sie den Gesamtverbrauch für v = 80 km/h. b) Kreuzen Sie in der folgenden Tabelle die richtigen Aussagen an: Bei der Spaltung schwerer Kerne als Eisen wird Energie frei. Die Energie in einem Kernkraftwerk entsteht hauptsächlich durch die Fusion von Wasserstoff zu Helium. Wirkt auf einen Körper eine Kraft längs eines Weges, dann bleibt sein Energieinhalt gleich groß Die Bindungsenergie in einem Molekül kann als potentielle Energie gedeutet werden. MJ/ d (Megajoule pro Tag) ist eine Leistungseinheit
