Übungsaufgaben zur Vorlesung „Physik I für Chemiker

Technische Universität Braunschweig
Institut für Geophysik
und extraterrestrische Physik
Prof. A. Hördt
Übungsaufgaben zur Vorlesung „Physik I für Chemiker,
Pharmazeuten, Geoökologen, Lebensmittelchemiker“
Blatt 4
Aufgabe 1:
Ein Auto fahre mit 100km/h. Der Fahrer bremst ohne ABS so stark, dass die Reifen
blockieren.
a.) Welche Verzögerung (negative Beschleunigung) tritt auf, wenn der
Reibungskoeffizient zwischen Reifen und Asphalt f=0.4 beträgt?
b.) Wie lange dauert es bis das Auto bei dieser Verzögerung zum Stillstand kommt?
c.) Welche Strecke legt das Auto dabei zurück?
Aufgabe 2:
Eine Feder mit einer Federkonstante von 6500 N/m wird um 20cm aus ihrer Ruhelage
ausgelenkt. Von dieser gespannten Feder wird nun eine Masse von 2 Gramm
beschleunigt. Welche maximale Geschwindigkeit erreicht die Masse?
Aufgabe 3:
Eine Tafel Schokolade habe einen Energiegehalt von etwa 500kcal. Kcal ist keine SIEinheit, sondern definiert über die Energie, die man braucht um 1kg Wasser um
1°Kelvin aufzuwärmen. Die Tafel Schokolade hat in SI-Einheiten einen Energiegehalt
von etwa 2100kJ.
a.) Wie hoch muss man eine Masse von 70kg heben, damit sie eine potentielle Energie
von 2100kJ hat?
b.) Wie viel Schokolade müsste ein Studierender mit einer Masse von 70kg essen, um
auf den Brocken (Höhe ca. 1140m) zu steigen, wenn man davon ausgeht, dass die
Energie aus der Schokolade komplett in potentielle Energie umgewandelt wird?
Aufgabe 4 (P):
Was besagt das erste Newtonsche Gesetz?
a.) Aus F=0 folgt v=const.
b.) Aus F=const. folgt v=0
c.) Aus F=const. folgt v=const.
Aufgabe 5 (P):
Welche Potentielle Energie hat in etwa eine Masse von m=3kg in einer Höhe von 7m?
a.) 210J
b.) 21J
c.) 42J
d.) 0,3kJ
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Aufgabe 6 (etwas schwieriger):
Ein kleiner Ausflug in die Geophysik; und zwar in die Gravimetrie:
Mit den passenden Geräten lassen sich kleinste Änderungen der
Schwerebeschleunigung messen, wodurch sich Veränderungen im Untergrund
aufspüren lassen. Wichtig sind hierbei Dichte- bzw. Masseunterschiede zur
Umgebung, nicht die wirkliche Masse. Mit den Dichteunterschieden rechnet man
jedoch genauso wie mit den absoluten Werten
a.) Ein angenähert kugelförmiger Metallkörper hat einen Radius von 50m und einen
Dichteunterschied zur Umgebung von 1000kg/m³. Wie groß ist die zusätzliche
Masse im Untergrund(der Massenüberschuss)?
b.) Der Mittelpunkt des Metallkörpers befinde sich in 100m Tiefe. Welche (zusätzliche)
Beschleunigung wird direkt über ihm an der Erdoberfläche erzeugt?
Übungsaufgaben zur Vorlesung „Physik I für Chemiker, Pharmazeuten, Geoökologen, Lebensmittelchemiker“
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