2. Übung

2. Physikübung SS 2015
Kinematik/Dynamik
1. Aufgabe
Ein Lastwagen hat eine konstante Geschwindigkeit von v = 15 m/s. Er überholt
ein ruhendes Motorrad. Im Moment des Überholsvorgangs startet das Motorrad
mit einer konstanter Beschleunigung von a = 3 m/s2 .
a) Wie viel Zeit vergeht, bis das Motorrad auf selber Höhe wie der Lastwagen ist?
b) Welche Geschwindigkeit hat das Motorrad zu diesem Zeitpunkt?
c) Welche Strecke hat das Motorrad zurückgelegt, wenn es den Lastwagen errreicht?
2. Aufgabe
Der Radius der Erde beträgt rund 6370 km. Die Erde dreht sich in einem Tag
einmal um sich selbst. Unter der Annahme, dass die Kreisbewegung gleichförmig
ist, berechnen Sie
a) die Geschwindigkeit eines Punktes auf der Erdoberfläche am Äquator und
b) die Geschwindigkeit eines Punktes auf der Erdoberfläche in Aachen. Der Breitengrad von Aachen beträgt φ = 50, 78◦ .
3. Aufgabe
Ein Ball wird vom Boden aus unter einem Winkel von α = 30o abgeschossen und
trifft eine 4 m entfernte senkrechte Wand in einer Höhe von 1 m.
a) Berechnen Sie die Flugzeit tF und die Anfangsgeschwindigkeit ~v0 .
b) Wurde die Wand im auf- oder absteigenden Teil der Wurfparabel getroffen?
4. Aufgabe
Ein angehender Leistungssportler schleudert eine Kugel in einem horizontalen Kreis
mit einem Radius von 1,5 m in einer Höhe von 2,0 m über dem ebenen Erdboden.
Die Schnur reißt, und die Kugel fliegt in horinzontaler Richtung davon. Sie trifft
auf den Boden auf, nachdem sie eine horizontale Entfernung von 10 m zurückgelegt
hat. Wie groß war der Betrag der Zentripetalbeschleunigung der Kugel kurz vor
dem Reißen der Schnur?
Übungen zum Selbsttest
1. Aufgabe
Ein Motorradfahrer erreicht das Ende eine Klippe.
Genau am Ende der Klippe beträgt seine horizontale Geschwindigkeit v0x = 5, 0 m/s.
Wie groß sind nach t1 = 0, 25 s
a) die Position (x(t1 ) =?, y(t1 ) =?) des Motorrads,
b) die Geschwindigkeit und der Betrag der Geschwindigkeit?
Hinweis: Das Motorrad (inklusive Fahrer) werden zur Punktmasse reduziert und
mögliche Reibungsverluste werden nicht betrachtet.
Lösung: a) x = 1, 2 m, y = −0, 31 m, b) vx = 5, 0 m/s, vy = −2, 4 m/s, |~v | = 5, 5
m/s.
Fragen:
a) Was ist eine gleichförmige Kreisbewegung?
b) Was versteht man unter einer Tagentialgeschwindigkeit und unter der Zentripetalbeschleunigung?
c) Welche der folgenden Größen bleiben bei einer gleichförmigen Kreisbewegung
konstant: Tangentialgeschwindigkeit, Zentripetalbeschleunigung?
D. Samm
2. Physikübung, SS 2015
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