Übung 15.05.09



Aufgabe 8: Kinetische Energie
Ein Auto prallt mit 216 km/h gegen eine feste Mauer. Aus welcher Hohe (auf der Erde)
musste es frei herabfallen, um die gleiche kinetische Energie zu bekommen?

Lösung: 216 km/h = 216000 m/h = 60 m/s

v = g*t |:v

v/g = t

60m/s / 9,81m/s² = t

6,12 = t

s = 0,5*g*t²

s = 0,5* 9,81m/s²*6,12s²

s = 183m

Das Auto muss aus 183m Höhe fallen

Aufgabe 9: Stöße ....schriftlich....

Ein Wagen der Masse m1 = 4 kg prallt mit einer Geschwindigkeit v1 = 1; 2 m/s auf
einen zweiten der Masse m2 = 5 kg, der sich in gleicher Richtung mit der Geschwindigkeit
v2 = 0; 6 m/s bewegt. Nach dem Stoß fährt der erste Wagen mit u1 = 0; 6 m/s weiter.
Wie groß ist die Geschwindigkeit des zweiten Wagens nach dem Stoß? Handelt es sich um
einen elastischen oder inelastischen Stoß?

v´2 = ?

m1*v1 + m2*v2 = m1*v´1 + m2*v´2 |-(m1*v´1)

m1*v1 + m2*v2 -m1*v´1 = m2*v´2 |:m2

(m1*v1 + m2*v2 -m1*v´1)/m2 = v´2

5,4 kg*m/s / 5kg = 1,08 m/s

Energieerhaltung prüfen:

E1 + E2 = E´1 + E´2

1/2*m1*v1² + 1/2*m2*v2² = 1/2*m1*v´1² + 1/2 m2*v´2²

1/2*4kg*(1,2m/s)² + 1/2*5kg*(0,6m/s)² = 1/2*4kg*(0,6m/s)² + 1/2*5kg*(1,08m/s)²

3,78 J = 3,636 J ===> Ist ungleich!! ===> Inelastischer Stoß

Die fehlende Energie (0,14 J) ist durch Stauchung der Wagen verloren gegangen.

Verstandnisaufgabe 10: Impuls/Energie
Welche Aussage tritt zu? Zwei Kugeln (10 kg und 20 kg) werden in einem luftleeren Raum
zur gleichen Zeit aus der Hohe h fallengelassen. In halber Höhe über dem Boden ist
(A) der Impuls beider Kugeln gleich.
(B) die Beschleunigung beider Kugeln gleich.
(C) die kinetische Energie beider Kugeln gleich.
(D) die Summe aus potentieller und kinetischer Energie fur jede Kugel gleich.
(E) keine Antwort ist richtig.

Lösung: (B), da die Beschleunigung unabhängig vom Gewicht ist.

Allen anderen Lösungsmöglichkeiten beziehen sich irgendwie auf die Masse (m) die bei den Kugeln unterschiedlich ist, deshalb kommen diese Möglichkeiten nicht in frage .

Verstandnisaufgabe 11: Arbeit
Ein Möbelpacker tragt ein 30 kg schweres Möbelstück zunächst in die 3. Etage (Höhe 9
m) und dort 12 m horizontal von der Treppe in das Wohnzimmer. Welche mechanische
Arbeit hat er verrichtet?
(A) 2700 N/m (C) 2700 J (E) 3600 J (B) 6300 kJ (D) 6300 Nm

Lösung: Wh= m*g*h

Wh = 30 Kg *(-9,81m/s²)*9m = 2648,7 J =>wenn man mit g = -10m/s² rechnet kommt genau 2700 J raus. ==> (C)

Die Wagerechte Strecke (12m) muss nicht berücksichtigt werden, da er dort keine mechanische Energie verrichtet.

Verstandnisaufgabe 12: Schiefe Ebene ... schriftlich (1 Punkt)
Das Bild zeigt einen Klotz, der sich auf einer
schiefen Ebene befindet.
a) Tragen Sie folgende Krafte in die Zeichnung
ein: Gewichtskraft, Normalkraft, Hangabtriebskraft
und Reibungskraft.
b) Wie hangen diese Krafte mit dem Winkel
 zusammen (rechnerisch)?

Lösung:

Fr = Reibungskraft
Fh = Hangabtriebskraft
Fg = Gewichtskraft
Fn = Normalkraft

b) Fh = Fg*sin α => sin α = Fh/Fg

Fr = Fn* µ .................................. µ = Reibezahl

cos α =Fn/Fg

Bei allen Ergebnissen bin ich mir ziemlich sicher, dass sie richtig sind, wenn ihr Fehler findet teilt es mir bitte mit!

Wenn jemand die Aufgaben rechnet und Lust hat sie mir zu schicken stelle ich die Lösungen gerne auch hinnein da ich evt nicht alle auf PC abtippen kann.

Die restlichen Lösungen zu diesem Aufgabenblatt folgen demnächst ...