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Physik Mittelstufe/Oberstufe
Aufgabenblatt 1
Abgabe: Mi 11.06.2008 21:00 | 22.05.2008 | | Alle notwendigen Informationen zum Lösen der Aufgaben auf diesem Aufgabenzettel kann man im zum Vorkurs gehörenden Materialforum im Abschnitt Mechanik I erlangen. | | Aufgabe 1 |
Ein Sprinter mit einer Geschwindigkeit von  steht in einem 300 Meter langen Bahntunnel, er ist 100 Meter von der Einfahrt des Tunnels entfernt. Ein Zug mit einer Geschwindigkeit von  nähert sich dem Tunnel.
a) Berechnen Sie den Mindestabstand, den der Zug von der Tunneleinfahrt haben muss, damit der Läufer dem Zug entgegenrennend noch rechtzeitig die Tunneleinfahrt erreicht !
b) Berechnen Sie den Mindestabstand, den der Zug noch von der Tunneleinfahrt haben muss, damit der Läufer in Fahrtrichtung des Zuges rennend noch rechtzeitig den Tunnelausgang erreicht !
c) Welche Richtung sollte der Sprinter bevorzugen ?
d) Würde eine andere Zuggeschwindigkeit bei gleicher Laufgeschwindigkeit des Sprinters eine andere Richtung zur zu bevorzugenden werden lassen ?
e) Würde eine geringere Laufgeschwindigkeit bei gleicher Geschwindigkeit des Zuges eine andere Richtung zur zu bevorzugenden werden lassen ? | | Aufgabe 2 |
Ein Skifahrer verliert bei konstanter Geschwindigkeit auf einer Strecke von 200 Metern gerade 30 Meter an Höhe. Die Reibungskraft beträgt 180 Kilonewton. Berechnen Sie die Masse des Skifahrers.
| | Aufgabe 3 |
Die Jungen Hans und Dieter veranstalten mit ihren jeweils 15 Kilogramm schweren Fahrrädern ein Rennen. Hans ist etwas schwerer als Dieter, er wiegt 60 Kilogramm, Dieter hingegen nur 50 Kilogramm. Zwischen Start und Ziel liegt ein Höhenunterschied von 250 Metern. Dieter gewinnt das Rennen, er benötigt 5 Minuten und 30 Sekunden. Hans liegt nur knapp dahinter, er benötigt für die Strecke genau 6 Minuten. Welcher der beiden jungen hat mehr Leistung aufgebracht ?
| | Aufgabe 4 |
Ein (sich zunächst in Ruhelage) befindlicher Körper fällt um 120 Meter frei nach unten.
a) Welche Aufprallgeschwindigkeit ist zu erwarten ?
b) Welche Fluggeschwindigkeit hat der Körper 30 Meter über dem Boden ?
c) Ein weiterer (zunächst ruhender) Körper fällt aus einer unbekannten Höhe frei nach unten. Bei einer Höhe von 10 Meter hat er eine Geschwindigkeit von  . Aus welcher Höhe muss er fallen, damit dies zutrifft ?
| | Aufgabe 5 | Ein 1,8 Tonnen schweres Auto beschleunigt auf einer Strecke von 100 Metern aus dem Stand auf  .
a) Berechnen Sie die beschleunigende Kraft F, die über die Räder auf die Strasse wirkt !
b) Wie lang ist die Strecke, die das Fahrzeug bei gleich bleibender Kraft zum Weiterbeschleunigen auf  benötigt ?
c) Bei einer Geschwindigkeit von muss der Fahrer wegen eines plötzlichen Hindernisses ein Vollbremsung mit der Kraft von 5,0 KN durchführen. Wie lange ist der Bremsweg des Fahrzeugs ?
d) Leider war der Abstand des Hindernisses bei Beginn des Bremsvorgangs zu gering, er betrug nur 30 Meter. Mit welcher Restgeschwindigkeit prallt das Fahrzeug auf das Hindernis ?
e) Berechen sie die Höhe, aus welcher das Fahrzeug im freien Fall fallen müsste, damit seine Bewegungsenergie beim Fall genauso gross wie die Bewegungsenergie beim Aufprall ist. | | Aufgabe 6 |
Ein untrainierter Radfahrer bringt beim Anfahren eine Leistung von 1,2 Kilowatt auf und benötigt 2,5 Sekunden für eine 20 Meter lange Anfahrstrecke.
a) Welche beschleunigende Kraft übt er dabei aus ?
b) Ein professioneller Radfahrer benötigt nur 1,5 Sekunden und eine Anfahrstrecke von 10 Metern bei einer Kraft von 300 Newton. Welche Leistung bringt er auf ?
c) Mit welcher Geschwindigkeit fährt der Profiradfahrer nach der Beschleunigungsphase, wenn er eine Masse von 75 Kilogramm besitzt (die Masse des Rades wird vernachlässigt) ?
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