AUFGABEN 2 (MECHANIK)

Grundlagen der medizinischen Physik
Studienjahr 2010/11
AUFGABEN 2
(MECHANIK)
1.
Ein Auto (m = 900 kg) erfährt eine Beschleunigung a = 4,5 m/s2. Welche Kraft muß dabei von den Rädern auf den Wagen
übertragen werden?
2.
Ein Schiff der Masse 800 000 kg wird gleichmässig mit einer Kraft von 2 kN beschleunigt. Welche Geschwindigkeit (in
km/h-Einheit) erreicht es in 10 Minuten?
3.
Man hängt ein Gewicht der Masse von 10 kg auf eine Schraubenfeder. Wie groß ist die Verlängerung der Feder, wenn die
Federkonstante D = 450 N/m ist?
4.
Ein Gewichtheber hebt das Gewicht der Masse 140 kg in einer halben Sekunde vom Boden 240 cm hoch auf. Die minimal
erforderte Kraft, Arbeit und Leistung sind zu berechnen!
5.
Peter zieht einen mit Wasser aufgefüllten Eimer (m = 12 kg) aus einem 12 m tiefen Brunnen gleichmäßig mit einer
Geschwindigkeit von 0,5 m/s auf. Wie groß ist die Arbeit und die Leistung von Peter?
6.
Die durchschnittliche Leistung des menschlichen Herzens ist 6 W. Welche Arbeit verrichtet das Herz im Laufe eines
Lebens?
7.
Bei Zimmertemperatur fliegen die O2-Moleküle in der Luft mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von etwa 400
m/s. Wie groß ist die kinetische Energie eines Moleküls, bzw. von einem Mol?
8.
Vom Meeresniveau klettert man den Mount Everest. Un wieviel Joule nimmt seine potenzielle Energie zu?
9.
Wie groß ist die potenzielle Energie eines Tauchers 50 m tief unter dem Meeresniveau?
10.
Eine Kugel der Masse 0,2 kg fällt aus der Höhe 25 m frei (ohne Energieverlust) herunter.
a) Mit welcher Geschwindigkeit erreicht sie den Boden?
b) Wie groß wird die Geschwindigkeit sein, wenn es durch Luftwiderstand ein Energieverlust von 35 J vorhanden ist?
11.
Beschätzen Sie den Druck, den man beim Stehen auf den Boden ausübt!
12.
Beim Kauen treten relativ große Kräfte, wie etwa 100 N auf. Setzen wir voraus, dass man auf einen winzigen harten Kern
beißt und so diese Druckkraft auf eine kleine Fläche von 1 mm2 ausgeübt wird. Welcher Druck entsteht dabei?
13.
Ein Druck von 100 kPa wirkt auf das Trommelfell (Fläche etwa 55 mm2) eines Tauchers. Welche Druckkraft belastet
dabei das Trommelfell?
14.
Ein Ball fliegt nach oben. Welche Abbildung beschreibt die Größe der Schwerkraft richtig?
F
1
F
2
t
15.
Wandeln Sie um: 180 mmHg =
DEalapgy10_2 2010. 09. 09.
F
16 kPa =
4
t
t
t
Pa
F
3
mmHg
Grundlagen der medizinischen Physik
AUFGABEN 2
(MECHANIK)
1.
4050 N
2.
5,4 km/h
3.
21,8 cm
4.
1370 N; 3300 J; 6590 W
5.
1410 J; 58,9 W
6.
15,1 GJ (mit 80 Jahren)
7.
2560 J/mol; 4,27·10–21 J = 26,7 meV
8.
6,08 MJ (mit 70 kg)
9.
–34,3 kJ (mit 70 kg)
10.
a) 22,1 m/s
11.
34,3 kPa (mit 70 kg und 200 cm2)
12.
100 MPa
13.
5,5 N
14.
2
15.
23,9 kPa
DEalapgy10_2 2010. 09. 09.
b) 11,9 m/s
120 mmHg
Studienjahr 2010/11