physik 1 übung 10 (fs 08)

PHYSIK 1
Vorbesprechung: 08.05.2008
ÜBUNG 10 (FS 08)
Abgabe: 15.05.2008
Vorlesung: 402-0062-00L
Besprechung: 22.05.2008
1. Aufgabe
Schätzen Sie, welche Geschwindigkeit für den "Take-off" des neuen Airbus A380
notwendig ist. Die Geschwindigkeit der Luft, die über den Tragflügeln strömt sei um
20% grösser als die unterhalb der Flügel. Die totale Fläche beider Flügel sei
A = 845 m2 und die maximale "Take-off" - Masse sei m = 560 t . Die Dichte der Luft
sei: ρLuft = 1,3
kg
m3
. Die Luftgeschwindigkeit unterhalb der Flügel entspreche der
Flugzeuggeschwindigkeit.
2. Aufgabe
Berechnen Sie die kinetische Energie eines Fluids, dass nach Hagen-Poiseuille
laminar durch ein Rohr der Länge L mit Innenradius R strömt. Der Druckunterschied
zwischen den beiden Rohrenden betrage Δp , die Dichte des Fluids sei ρ und seine
Viskosität η .
3. Aufgabe
Ein Fahrradfahrer hat eine 100 g Tafel Schokolade gegessen und dadurch eine
Energie von 500 kcal = 2,1⋅ 106 J aufgenommen. Wie lange muss er mit 25 km
h
Fahrradfahren, um diese Energie zu verbrauchen?
Die Reibungskraft FR von Kette, Lagern und Reifen ist etwa ein Drittel so gross, wie
der Luftwiderstand FW = cW ⋅ ρ2 ⋅ A ⋅ v 2 . Der cW Wert des Radfahrers sei 0,9 , die
Querschnittsfläche 0,45m2 und die Luftdichte sei ρLuft = 1,3
kg
m3
. Der Wirkungsgrad
der Muskeln betrage 20 % .
4. Aufgabe
Der Luftdruck in einem Autoreifen beträgt bei 20°C 2.8 bar und das Volumen beträgt
26.0 Liter. Bei Erwärmung auf 60°C gibt der Reifen soweit nach, dass das Volumen
auf 26.4 Liter ansteigt. Welcher Druck stellt sich im Autoreifen bei 60°C ein?
5. Aufgabe
Ein an einem Ende offenes Rohr der Länge L = 25 m
enthält Luft bei Atmosphärendruck (pLuft = 100'000 N/m2).
Dieses Rohr werde nun vertikal (mit dem offenen Ende
nach unten) in das Wasser eines Sees getaucht, bis das
Wasser das Rohr genau zur Hälfte füllt (siehe Abbildung).
In welcher Tiefe befindet sich das untere Ende des
Rohres? Nehmen Sie dabei an, die Temperatur sei überall
gleich und ändere sich nicht. ( ρ Wasser = 1'000 kg3 )
m