Übungen zur Physik I fuer Chemiker und Lehramt mit

Fakultät für Physik
Wintersemester 2015/16
Übungen zur Physik I für Chemiker und Lehramt mit Unterrichtsfach Physik
Dr. Andreas K. Hüttel
Blatt 1 / 14.10.2015
1. Kultivierte Langeweile Die historische “U.S. Route 66” verläuft mit einer Länge von
2451 mi (miles, Meilen) von Chicago, IL nach Santa Monica, CA, also von den großen
Seen bis zum Pazifik. Dabei existieren auch Wüstenstrecken, auf denen der ehemalige Highway schnurgerade bis zum Horizont verläuft, mit einer Geschwindigkeitsbeschränkung von 35 mph (miles per hour, Meilen pro Stunde). 1 Meile ' 1, 609 km.
(a) Wie lang ist die Gesamtstrecke in km?
(b) Wie schnell ist 35 mph in km/h und in m/s?
(c) Wieviel Zeit braucht man bei dieser Geschwindigkeit zum Zurücklegen von 1 cm?
Tabelle 1: In den USA gebräuchliche Volumenmaße für Flüssigkeiten (teilweise NICHT
identisch zu gleichnamigen britischen Einheiten). Unterstrichene Werte sind exakt. Quelle:
NIST General Tables of Units of Measurement, 2012
2. This, my friend, is a pint. Auch bei Volumenmaßen hat sich speziell im englischsprachigen Raum das metrische System noch nicht wirklich durchgesetzt. Tabelle 1 enthält
die offiziellen Umrechnungswerte für Flüssigkeitsmengen-Einheiten in den USA.
(a) Wieviele Kubikmeter ist ein “cubic foot”?
(b) Wieviele Liter ist ein “liquid pint”?
(c) Wieviele “cubic inch” ist eine “gallon”?
(d) Wenn eine Chevrolet Corvette 21 mpg (miles per gallon, Meilen pro gallon) mit
dem Benzin im Tank fährt,1 wie weit in Kilometern reicht dann eine Tankfüllung
von 18, 5 gallons? Was ist das Tankvolumen in Litern?
1 https://www.fueleconomy.gov/feg/Find.do?action=sbs&id=35882
(e) Wie lange in Tagen braucht man, um diese Strecke mit 35 mph zu fahren?
3. Physikalische Chemie Das U.S. National Institute of Standards and Technology,
NIST, betreibt eine sehr nützliche Webseite, auf der Referenzwerte und -informationen
zum SI-System und zu physikalischen Konstaten zu finden sind:
http://physics.nist.gov/cuu/
(a) Schlagen Sie nach, auf wie viele Stellen die atomare Masseneinheit u in kg bekannt ist.
(b) Wieviele Kohlenstoff-12-Atome haben zusammen die Masse 1 kg?
(c) Wenn wir die beiden Grenzen des angegebenen Intervalls für u betrachten, wie
groß ist dann der Unterschied in der Zahl der Kohlenstoff-Atome?
(d) Was meinen Sie, wo kommt der relativ große Fehler her?
(e) Ein 12u schweres Kohlenstoff-12-Atom besteht, wie Sie später lernen werden,
aus einem Atomkern mit 6 Protonen und 6 Neutronen und einer Hülle mit 6
Elektronen. Schlagen Sie die Massen (in u) der Teilchen nach und summieren
Sie sie auf!
4. (Nur LA) Messen, Mist, gemessen Lassen Sie uns ein paar Methoden zur Längenoder Entfernungsmessung betrachten. Recherchieren Sie und erklären Sie!
(a) Wie funktioniert eine Schublehre? Wie liest man die Zehntelmillimeter ab?
(b) Was ist Hodometrie?
(c) Mit einem Laser auf der Erde und einem Reflektor auf dem Mond können Sie
dessen Entfernung messen. Wie?
(d) Warum können Sie so nicht die Entfernung Regensburg-Honolulu messen?

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