Blatt 6

 RechenübungenPHYSIKIWS2014/15
Blatt 6: 14.11.2014 31. Ein Körper mit m1 = 2 kg bewegt sich mit 6 m/s und stößt zentral auf einen ruhenden Körper mit m2 = 4 kg. Nach dem Stoß bewege sich m1 mit 1m/s rückwärts. Berechnen Sie a) die Geschwindigkeit von m2 nach dem Stoß und b) die Energie, die bei diesem Vorgang dissipiert wird. 32. Ein Handball mit einer Masse von 60 g der sich mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s bewegt, trifft unter einem Winkel von 40° (bezüglich der Normalen) auf eine Wand, und prallt von ihr unter dem gleichen Winkel wieder ab. Der Ball ist für 2 Millisekunden mit der Wand in Kontakt. Welche mittlere Kraft übt der Ball auf die Wand aus? 33. Ein Auto mit einer Masse von 1200 kg fahre mit 60 km/h ostwärts in eine Kreuzung. Dort stößt es mit einem Lastwagen der Masse 3000 kg zusammen, der mit 40 km/h aus Süden kommt. a) Bestimmen Sie Betrag und Richtung der Geschwindigkeit der beiden ineinander verkeilten Fahrzeuge nach dem Zusammenstoß. b) Wie viel Energie wird beim Zusammenstoß dissipiert? 34. Radioaktiver Zerfall: Ein ruhender Thorium‐227 Kern (Masse 227u) zerfällt in einen Kern von Radium‐223 (Masse 223u) und ein ‐Teilchen (=Heliumkern, Masse 4u). Die kinetische Energie des ‐Teilchens wird zu 4 MeV (Megaelektronenvolt) gemessen. Wie groß ist die kinetische Energie des Radiumkerns? (u ist die atomare Masseneinheit, u = 1.6610‐27kg). 35. Ein Fahrrad bremst über einen Weg von 115 m gleichmäßig von v0 = 8.4 m/s ab, bis es zum Stehen kommt. Jedes Rad hat einen Gesamtdurchmesser von 68 cm. Bestimmen Sie a) die Winkelgeschwindigkeit der Räder zum Anfangszeitpunkt, b) die Gesamtzahl der Umdrehungen, die jedes Rad macht bevor es zum Stehen kommt, c) die Winkelbeschleunigung des Rades und d) die Zeit die es benötigt um zum Stehen zu kommen. 36. An den Eckpunkten eines gleichseitigen Dreiecks mit einer Seitenlänge von s = 40 cm befinden sich jeweils gleiche punktförmige Massen mit m = 0.5 kg. Dieses Dreieck wird um eine senkrecht auf die Dreiecksfläche stehende Drehachse in Rotation versetzt. Berechnen Sie die in dieser Rotation gespeicherte kinetische Energie bei einer Rotationsgeschwindigkeit von 10 Umdrehungen pro Sekunde, wenn a) die Drehachse durch den Schwerpunkt geht und b) die Drehachse durch einen der Massen an den Eckpunkten geht. 1