Übungsaufgaben zur BLF Physik 2015

Übungsaufgaben zum Thema Mechanik
1.Stellen Sie die Bewegungsgesetze der geradlinig gleichförmigen und der geradlinig gleichmäßig
beschleunigten Bewegung (aus der Ruhe) einander gegenüber!
Interpretieren Sie diese Gesetzte!
Charakterisieren Sie den freien Fall als Spezialfall der geradlinig gleichmäßig beschleunigten
Bewegung!
2.Formulieren Sie die newtonschen Axiome in Satzform!
Erläutern Sie deren Wirken an selbstgewählten Beispielen!
3.Interpretieren Sie die Bewegungsgesetze der gleichförmigen Kreisbewegung!
4.Interpretieren Sie das Gravitationsgesetz!
5.Am höchsten Punkt einer Achterbahn beginnt ein Wagen aus dem Stand bergab zu rollen. Der
Neigungswinkel der Bahn beträgt 35°. Der Wagen wiegt einschließlich derFahrgäste 350 kg.
a) Skizzieren Sie den Vorgang und zeichnen Sie die Gewichtskraft, die Hangabtriebskraft und die
Normalkraft ein. Bestimmen Sie die Beträge von FH (Hangabtrieb kraft) und FG (Gewichtskraft).
b) Wie groß sind die Zeit für das Herabrollen des Wagens bis zum tiefsten Punkt und die
Beschleunigung am tiefsten Punkt, wenn die Reibung unberücksichtigt bleibt ? Die Länge der
geneigten Ebene beträgt 19 m . Wie ändern sich die Werte, wenn die Reibung beachtet wird?
Begründen Sie Ihre Entscheidung.
c) Auf welche Höhe muss der Wagen gezogen werden, damit er am tiefsten Punkt eine maximale
Geschwindigkeit von 54 km h-1 hat?
d) Nach Erreichen der maximalen Geschwindigkeit muss der Wagen auf Grund einer Notsituation
angehalten werden. Vom Einleiten des Bremsvorgangs bis zum Stillstand vergehen 1,5 s. Welche
Kraft wirkt während des Bremsvorgangs auf einen Fahrgast mit einer Masse von 55 kg ?
e) Stellen Sie die Fahrt des Wagens vom höchsten Punkt bis zum Nothalt in einem
Geschwindigkeits - Zeit - Diagramm dar.
f) Warum werden die Fahrgäste mit Haltebögen gesichert? Begründen Sie mit Hilfe physikalischer
Gesetze.
6.Ein Fahrzeug mit einer Masse von 750 kg fährt auf ein haltendes Fahrzeug doppelter Masse auf.
Beide Fahrzeuge verhaken sich und werden gemeinsam verschoben. Nach dem Zusammenprall
wird aus dem zurückgelegten Weg die Geschwindigkeit unmittelbar nach dem Stoß mit 20 km h-1
bestimmt.
a) Berechnen Sie die Geschwindigkeit des auffahrenden Fahrzeugs in km h-1 .
b) Berechnen Sie die Bewegungsenergie der Fahrzeuge unmittelbar vor und nach dem
Zusammenprall und vergleichen Sie die Ergebnisse.
c) Wie viel Prozent der mechanischen Energie des auffahrenden Fahrzeugs hat sich in
Wärmeenergie umgewandelt ?
7.Ein Geschoss mit einer Masse von 12 g verlässt den Lauf eines 5,5 kg schweren Gewehres mit
einer Geschwindigkeit von 750 m s-1 . Berechnen Sie die Rückstoßgeschwindigkeit des Gewehres.
8.Eine Zentrifuge dreht sich mit konstanter Geschwindigkeit in einer Minute 120mal um ihre
Achse.
a)Berechnen Sie die Umlaufzeit.
b)Welche Bahngeschwindigkeit hat ein Teilchen am äußeren Rand, wenn der Durchmesser der
Zentrifuge 5o cm beträgt?
c)Berechnen Sie die Kraft auf ein Teilchen mit einer Masse von 2 g , welches sich auf einer
Kreisbahn am äußeren Rand der Zentrifuge bewegt.
d)Wie würde sich diese Kraft auf das Teilchen bei Verdopplung der Geschwindigkeit der
Zentrifuge verändern?
Übungsaufgaben zum Thema Elektrizitätslehre
1.Zeichnen Sie das Feldlinienbild des magnetischen Feldes
a) um einen Stabmagneten,
b) um die Erde,
c) um einen langen geraden stromdurchflossenen Leiters,
d) um eine lange gerade stromdurchflossene Spule!
2.Beschreiben Sie den Aufbau und erklären Sie die Wirkungsweise
a) eines Gleichstrommotors,
b) eines Wechselstromgenerators,
c) eines Transformators!
3.Stellen Sie den zeitlichen Verlauf der Netzwechselspannung (Umax=230V, f=50Hz) in einem Ut-Diagramm dar!
Wie ändern sich die Kenngrößen der Spannung auf dem Weg vom Kraftwerk zum Haushalt?
Warum sind diese Maßnahmen sinnvoll?
4.Beschreiben (Vergleichen) Sie den elektrischen Leitungsvorgang
a) in metallischen Leitern,
b) in Gasen,
c) im Vakuum!
Welchen Einfluss zeigen Temperaturänderungen auf das Leitungsvermögen? Begründen Sie m.H.
von Modellvorstellungen!
5.Luft ist normalerweise ein schlechter elektrischer Leiter. Bei einem Gewitter gibt es jedoch
elektrische Leitungsvorgänge in Luft. Erklären Sie dies.
6.Beschreiben Sie den Aufbau und erklären Sie die Wirkungsweise einer Elektronenstrahlröhre!
7.Bei Schülerexperimenten haben verschiedene Schülergruppen Kennlinien von unterschiedlichen
Bauelementen aufgenommen.
a)Interpretieren Sie das folgende Diagramm und entscheiden Sie, um welches Bauelement es sich
hier handeln könnte.
I
U
b)Welche Kennlinie ist bei einer Halbleiterdiode zu erwarten? Skizzieren Sie den Verlauf und
begründen Sie Ihre Entscheidung.
Übungsaufgaben zum Thema Kernphysik
1.Welche Arten radioaktiver Strahlen unterscheidet man? Stellen Sie wesentliche Eigenschaften
einander gegenüber!
2.Beschreiben Sie den Aufbau und erklären Sie die Wirkungsweise eines Geiger-MüllerZählrohres!
3.Erläutern Sie den Begriff Isotop am Beispiel der Isotope von Kohlenstoff
12
C
6
13
C
6
14
C.
6
4.Wie ist es möglich, mit dem Kohlstoffisotop C-14 das Alter von archäologischen Funden
nachzuweisen?
5.Erläutern Sie die Begriffe Zählrate, Nullrate, Halbwertszeit, Halbwertsdicke!
6.Interpretieren Sie die Zerfallskurve eines Radionuklids! Bestimmen Sie m.H. der Kurve auch die
HWZ des Nuklids!