Physik - ftb

GIBZ
Gewerblich-industrielles
Bildungszentrum ZUG
KON1/PME1/AU1
Physik
UEBUNGSAUFGABEN
1.
a)
b)
Geg.
Wie viele Sekunden dauert der Fall eines Steines, wenn er von 60 m
Höhe herunterfällt?
Welche Endgeschwindigkeit vt weist er auf?
s = 60 m
g = 10 m/s2
v0 = 0 m/s
Ges.: a) t
b) vt
Lösung:
2.
a)
s=
g / 2 * t2
2
10/2 * t = 60 m
t2 = 12 s2
t = 3.46 s
b)
vt
= vo + g * t
= 0 m/s + 10 m/s2 * 3,46 s = 34,6 m/s
Ein Stein fällt von einer Brücke hinunter in einen Fluss, wobei der Fall 3 s
dauert. Was kann alles gerechnet werden?
Antwort: Fallhöhe (s) & Endgeschwindigkeit (vt)
3.
Von weicher Höhe muss ein Mensch herunterspringen, um beim Auftreffen auf
den Boden das gleiche körperliche Erlebnis zu haben wie ein
Fallschirmspringer, der mit einer Geschwindigkeit von 7,5 m/s landet?
Geg.
vt = 7,5 m/s
g = 10 m/s2
Ges.
s
Lösung:
vt = g * t  t = vt : g = 7,5 m/s : 10 m/s2 = 0,75 s
s = {(vo + vt) : 2} * t = (0 + 7.5 m/s) : 2 * 0,75 s = 2.81 m
Kap. 3.3: Freier, senkrechter Fall
GIBZ
Gewerblich-industrielles
Bildungszentrum ZUG
4.
Physik
Ein Geschoss hat die Mündungsgeschwindigkeit von 950 m/s. Welche
theoretische Steighöhe erreicht es?
Geg:
v0 = 950 m/s
g = -10 m/s2
vt = 0 m/s
Ges.
s
Lösung:
5.
KON1/PME1/AU1
vt
= vo + g*t
= 950 +(-10 m/s2 * t) = 0
t
= 950 m/s : 10 m/s2 = 95 s
s = {(vo + vt) : 2} * t = (950 + 0) m/s : 2 * 95 s = 45’125 m
Ein fallender Körper hat eine Anfangsgeschwindigkeit von 0 m/s. Nach 45 m
Fallhöhe schlägt er auf Wasser auf.
a)
b)
Welche Endgeschwindigkeit weist er auf?
Wie lange dauert der Fall?
Geg:
v0 = 0 m/s
g = 10 m/s2
s = 45 m
Ges:
a) vt
b) t
Lösung:
g / 2 * t2  t2 = 2 * s : g = 2 * 45 m : 10 m/s2
= 9 s2
t =3s
b)
s=
a)
vt = v0 + g * t = 0 m/s + 10 m/s2 * 3 s = 30 m/s
Kap. 3.3: Freier, senkrechter Fall
GIBZ
Gewerblich-industrielles
Bildungszentrum ZUG
Physik
KON1/PME1/AU1
HAUSAUFGABEN
1.
Ein Körper fällt aus einer Höhe von 45 m frei herab.
Gesucht
a) Die Fallzeit.
b) Die Endgeschwindigkeit.
Geg:
v0 = 0 m/s
g = 10 m/s2
s = 45 m
Ges:
a) vt
b) t
Lösung:
2.
g / 2 * t2  t2 = 2 * s : g = 2 * 45 m : 10 m/s2
= 9 s2
t =3s
b)
s=
a)
vt = v0 + g * t = 0 m/s + 10 m/s2 * 3 s = 30 m/s
Die Aufschlaggeschwindigkeit eines frei fallenden Körpers am Boden beträgt
40 m/s.
Gesucht
a) Die Fallhöhe.
b) Die Fallzeit.
Geg:
v0 = 0 m/s
vt = 40 m/s
g = 10 m/s2
Ges:
a) s
b) t
Lösung:
b)
vt = v0 + g * t = 0 + 10 m/s2 * t s = 40 m/s
a)
s = {(vo + vt) : 2} * t = {(0 + 40) m/s : 2} * 4 s = 80 m
Kap. 3.3: Freier, senkrechter Fall
t=4s
GIBZ
Gewerblich-industrielles
Bildungszentrum ZUG
3.
KON1/PME1/AU1
Physik
Ein Flabgeschoss, das mit der Anfangsgeschwindigkeit von 900 m/s vertikal
nach oben abgefeuert wird, gelangt auf eine Höhe von 8600 m.
Welcher Bruchteil der maximalen Steighöhe ist dies ?
Geg:
v0 = 900 m/s
g = -10 m/s2
vt = 0 m/s
Ges.
8600 m in Prozent von s
Lösung:
vt
= v0 + g*t
= 900 + (-10 m/s2 * t)
10 m/s2 * t = 900 m
t = 90 s
s
= {(vo + vt) : 2} * t
= {(900 + 0) m/s : 2} * 90 s = 40'500 m
Theoretische Steighöhe = 40’500m
8600 m entspricht 8600 / 40500 * 100 = 21.23 % der max. Steighöhe
4.
Mit welcher Anfangsgeschwindigkeit muss ein Körper vertikal in die Höhe
geschleudert werden, damit er 20 m erreicht ?
Geg:
s = 20 m
g = 10 m/s2
vt = 0 m/s
Ges.
v0
Lösung:
s=
g / 2 * t2
20 m = 10 m/s2 : 2 * t2
t 2 = 4 s2
t=2s
vt = v0 + g * t  v0 = vt – g * t = 0 – (-10 m/s2 * 2 s)
v0= 20 m/s
Kap. 3.3: Freier, senkrechter Fall
GIBZ
Gewerblich-industrielles
Bildungszentrum ZUG
5.
KON1/PME1/AU1
Eine Kugel wird senkrecht nach oben geworfen und schlägt 6 s nach dem
Abwurf auf den Boden.
Wie gross waren die Abwurfgeschwindigkeit und die Steighöhe, wenn der
Abwurf mit einer Wurfmaschine unmittelbar über dem Boden erfolgte ?
Geg.
Aufwärtsbewegung: vt = 0 m/s
t=3s
g = -10 m/s2
Ges.
v0
s
Lösung
vt = v0 + g * t = v0 – 10 m/s * 3 s = 0 m/s
v0 = 30 m/s
s=
Kap. 3.3: Freier, senkrechter Fall
g / 2 * t2 = (10 : 2) m/s2 * 9 s = 45 m
Physik