Blatt 9

Seminar zu Physik für Naturwissenschaftler
WS2002/03
Übungsblatt 9
Fröhliche Weihnachten
und einen guten Rutsch ins neue Jahr!!!
Punkte
Aufgabe 40 Energieerhaltung
Ein Geschoß wird senkrecht nach oben abgefeuert. In der Höhe h =
2000m sind dessen potentielle und kinetische Energie gleich groß (Ep = 0
bei h = 0). Wie groß ist die Geschwindigkeit v in der Höhe h und welche
Anfangsgeschwindigkeit v0 hatte es?
(3)
Aufgabe 41 Momentane und durchschnittliche Leistung
Der Luftwiderstand eines Kraftwagens wächst mit dem Quadrat seiner
Geschwindigkeit: F = βv 2 . Die Konstante habe den Wert β = 0, 6N/(m/s)2 .
Man berechne
a) die zur Überwindung des Luftwiderstandes erforderliche momentane Arbeitsleistung bei v = 100km/h,
b) die dafür notwendige durchschnittliche Arbeitsleistung bei der Beschleunigung des Kraftwagens von null auf 100km/h.
(2+2)
Aufgabe 42 Impulserhaltungssatz. Rückstoß
Von einem auf Schienen reibungsfrei fahrbaren Geschütz (Masse einschließlich der fahrbaren Lafette m1 = 2t) wird ein Geschoß der Masse
m2 = 5kg in Richtung der Schienen abgefeuert. Die Geschoßgeschwindigkeit relativ zum Geschütz beträgt v0 = 500m/s. Welche Geschwindigkeit v10 erhält das Geschütz unmittelbar nach dem Schuß, wenn es sich
a) ursprünglich in Ruhe befindet,
b) mit der Geschwindigkeit v1 = 14, 5km/h in diejenige Richtung bewegt, in die auch das Geschoß gefeuert wird,
c) mit der Geschwindigkeit v1 in die entgegengesetzte Richtung bewegt, in welche das Geschoß abgefeuert wird?
d) Um welche Strecke rollt das ursprünglich in Ruhe befindliche Geschütz beim Schuß zurück, wenn die Fahrwiderstandszahl µF =
0, 002 beträgt?
(2+2+2+2)
Aufgabe 43 Elastischer Stoß
Drei elastische Kugeln, deren Massen m1 , m2 und m3 sich wie 1:(1/2):(1/4)
verhalten, sind an parallelen Fäden nebeneinander so aufgehängt, daß
sie sich genau seitlich berühren. Die erste Kugel wird so ausgelenkt,
daß ihr Schwerpunkt um h1 = 5cm angehoben ist. Nach dem Freilassen stößt sie mit der Geschwindigkeit v1 auf die zweite Kugel usw. Um
welche Höhe h3 wird die dritte Kugel emporgeschleudert?
(4)

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