1) (Dynamik) Welche der drei Größen ist gegenüber einer Galilei

1) (Dynamik)
Welche der drei Größen ist gegenüber einer Galilei-Transformation invariant:
Ort, Geschwindigkeit, Beschleunigung?
Ein Körper m=4kg bewegt sich im 3-dimensionalen Raum hat im Bezugssystem 1 die
Geschwindigkeitskomponenten (3,4,2) m/s. Aus der Sicht von Bezugssystem 1 bewegt sich das
Bezugssystem 2 mit der Geschwindigkeit (5, -3, 0) m/s.
Wie lautet der Geschwindigkeitsvektor des Körpers aus Sicht des Bezugssystems 2?
Wie groß ist die kinetische Energie des Körpers im Bezugssystem 2?
2) (Dynamik)
Der Rotor eines Elektromotors ist ein homogener Zylinder mit Masse m und Radius r.
Er soll in einem Zeitintervall T von 0 auf n Umdrehungen pro Sekunde beschleunigt werden.
Welche mittlere Leistung ist notwendig?
Was ust der Betrag des Drehimpulses bezüglich der Achse nach erfolgreicher Beschleunigung?
3) (Thermodynamik)
Wie sind in einem Gas aus Teilchen mit f Freiheitsgraden die spezifische Wärme bei konstantem
Druck und die spezifische Wärme bei konstantem Volumen definiert?
Welche ist größer und warum?
4) (Thermodynamik)
Zeichnen Sie im p-V Diagramm einen Kreisprozess mit 2 isochoren (V1,V2) und 2 isothermen
Schritten.
In welchen Schritten ist die Arbeit null?
Zeichnen Sie die Umlaufrichtung ein, damit mechanische Arbeit nach Außen abgeben wird. Wie groß
ist dies Arbeit?
5) (Schwingungen)
Frei gedämpfte Schwingung:
Wie lautet die definierende Differentialgleichung? Erklären Sie die möglichen Lösungen in
Abhängigkeit von der Dämpfungskonstante und skizzieren Sie die zugehörigen Schwingnen.( Formeln
der Schwingungen sind nicht notwendig)
6) (Wellen)
Schreiben Sie eine eindimensionale Welle an, die sich in positive x-Richtung ausbreitet. Wie hängen
Phasengeschwindigkeit, Frequenz und Wellenlänge zusammen? Schreiben Sie auch die Formel der
Kugelwelle an. Wen die Intensität einer Kugelwelle der Abstand r von der Quelle den Wert I1 hat,
wie groß ist die Intensität im Abstand 5r ?
7) (Schall)
Was ist der Schall in Gasen? Wie hängt die Schallgeschwindigkeit von der Temperatur
ab? Wie hängt sie von der Masse der Teilchen des Gases ab?
8) (Schall)
Ein ruhender Beobachter hört den Signalton eines herannahenden Autos mit der Frequenz f1. Dann
bleibt das Auto bei ihm stehen und der hört den Signalton mit der Frequenz f. Mit welcher
Geschwindigkeit kam das Auto auf ihn zu?
9) (Optik)
Erklären Sie das Brechungsgesetz anhand einer Skizze und der zugehörigen Formel. Werden bei
normaler Dispersion kurze Wellenlängen stärker gebrochen als lange, oder umgekehrt?
10) (Optik)
Skizzieren Sie die Abbildung eines Gegenstandes mittels einer Sammellinse. Platzieren Sie den
Gegenstand so, dass ein reelles Bild entsteht und das Bild kleiner ist als der Gegenstand. In welchen
Abstands-Bereich von der Linse muss der Gegenstand sein?
11) (Spektren)
Charakterisieren Sie Dezimeterwelle im Energie-, Wellenlänge- und Frequenzbereich.
Nennen Sie eine Anwendung für Dezimeterwellen.
12) Spektren
Skizzieren Sie eine Versuchsanordnung zum Nachweis des äußeren photoelektrischen Effektes. Durch
welche Strahlparameter kann man die Anzahl der austretenden Elektronen beeinflussen?
Welche Bedingung muss dabei immer erfüllt sein?
13) (Relativitätstheorie)
Nennen Sie die Schlussfolgerungen aus dem Michelson-Morley Experiment.
14) (Relativitätstheorie)
Was verstehen Sie unter Längenkontraktion? Welche Messvorschrift müssen Sie befolgen um eine
Längenkontraktion zu beobachten?
15) (Quanten)
Erst durch die Welleneigenschaft des Elektrons können die wesentlichen Aspekte des Bohr’schen
Atommodells erklärt werden. Wie lautet der Zusammenhang zwischen Hauptquantenzahl n, Bohr
Radius rn und Elektron-Wellenlänge λ ?
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