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Physikalischer
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Oberstufe: Berechnungen zum Dynamischen Grundgesetz I

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Nr. 01 02 03 04 05 06 07 08  

1. Ein Auto der Masse m = 1100 kg erfährt beim Start eine Beschleunigung von a = 5 m/s2.
Wie groß ist die Kraft, die das Auto in Bewegung setzt?
Lösung

2. Bei einem Torschuss schießt ein Spieler den Fußball mit der Masse m = 0,5 kg mit einer Schusskraft von F = 500 N aufs Tor.
Welche Geschwindigkeit erreicht der Fußball, wenn das Abschießen etwa 0,02 s dauert?
Anleitung: Berechne zuerst die Beschleunigung, die der Fußball erfährt. Bestimme dann die Geschwindigkeit für die beschleunigte Bewegung.
Lösung

3. Welche Kraft ist nötig, um ein Auto der Masse m = 1000 kg in 10 s auf eine Geschwindigkeit von 20 m/s zu beschleunigen?
Anleitung: Berechne zuerst aus den gegebenen Größen die Beschleunigung. Wende dann zur Berechnung der Kraft das dynamische Grundgesetz an.
Lösung

4. Ein Zug der Masse m = 700 t fährt mit der Beschleunigung 0,15 m/s2 aus der Ruhe an.
Welche Kraft braucht man zum Beschleunigen?
Lösung

5. Im Roman von Jules Verne (Die Reise zum Mond) wurde die Mondrakete aus einer Kanone abgeschossen. Wäre das technisch möglich?
Daten:
Masse des menschlichen Körpers: m = 70 kg
Nötige Startgeschwindigkeit: v = 11 km/s
Länge des Kanonenrohres: s = 100 m
Lösung

6. Ein Schlitten, der zusammen mit einer darauf sitzenden Person die Masse 80 kg hat, wird mit der Kraft F = 50 N aus dem Stand beschleunigt.  
  I Berechnen Sie für den Fall, dass keine Reibungskräfte zu überwinden sind:  
  a) Die Beschleunigung, die der Schlitten erfährt.  
  b) Die Beschleunigungsstrecke, die in den ersten 4 Sekunden zurückgelegt wird.  
  c) Die erreichte Geschwindigkeit nach 4 Sekunden.  
  II Wiederholen Sie obige Rechnung für den Fall, dass beim Ziehen des Schlittens eine konstante Reibungskraft FR = 10 N zu überwinden ist. Lösung

7. Ein Mittelklassewagen (Masse: 1000 kg) beschleunigt in 10 svon 0 auf 100 km/h.  
  a) Wie groß ist die mittlere Beschleunigung?  
  b) Wie groß die mittlere Kraft auf das Auto? Lösung

8. Die Kolben eines Verbrennungsmotors werden ais Aluminium hergestellt, also aus einem sehr leichten Metall. Warum müssen die Kolben so leicht wie möglich sein? Lösung