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Oberstufe: Vermischte Aufgaben zur Mechanik I

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1. Die Skala eines Kraftmessers ist unkenntlich geworden. Nur die Marken für 0 N und 5 N sind erhalten geblieben.
Wie können Sie die Einteilung wiederherstellen?
Lösung

2. Vergleichen Sie die Leistung zweier Seilwinden.
Seilwinde A hebt in 3 s eine Last von 1000 N 15 m hoch.
Seilwinde B hebt eine Last von 5000 N in 2 s auf 1,6 m Höhe.
Lösung

3. Ein Auto wiegt 93 kN. Es hat einen Motor, der 45 kW leistet.
In welcher Zeit müsste das Auto auf einen 1500 m hohen Berg hinauffahren können?
Lösung

4. Eine entspannte Feder wird durch 20 N um 10 cm verlängert (gespannt).
Welche Spannenergie besitzt sie?
Lösung

5. Man muss einen Kraftmesser um s = 0,05 m verlängern, bis er die Marke 5 N anzeigt.
Wie groß ist seine Federhärte?
Lösung

6. Hängt man einen Körper der Masse 0,5 kg an eine Schraubenfeder, so wird sie um 6 cm verlängert. Nun wird das System in Schwingung versetzt.
Mit welcher Frequenz schwingt das System?
Lösung

7. Wo geht eine Pendeluhr schneller, am Äquator oder am Nordpol? Lösung

8. Welche Länge hat ein Fadenpendel, das mit gleicher Frequenz wie ein Federpendel der Masse m = 3 kg und mit der Federkonstanten D = 98,1 N/m schwingt? Lösung

9. Ein Auto hat die Masse von 1200 kg. Wenn 4 Personen (je 75 kg) einsteigen, senkt sich die Karosserie um 5 cm.  
  a) Wie groß ist die Federkonstante?  
  b) Mit welcher Frequenz schwingt der voll beladene Wagen auf und ab, wenn er defekte Stoßdämpfer hat? Lösung

10. Wie weit vermag ein Pferd ( P = 600 W ) einen Wagen in einer Stunde mit der Kraft 300 N ziehen? Lösung

11. Welche Kraft entwickelt ein Auto, das bei Vollgas eine Leistung von 80 kW hat, wenn es  
  a) im 1. Gang mit der konstanten Geschwindigkeit v = 10 m/s steil bergauf fährt?  
  b) Wie groß ist die Kraft im 4. Gang bei gleicher Leistung des Motors wenn das Auto nun eine konstante Geschwindigkeit von v = 108 km/h hat? Lösung

12. Ein Kran hat einen Elektromotor mit der Leistung P = 30 kW. Mit welcher Geschwindigkeit kann er ein Werkstück mit der Masse m = 0,6 t hochziehen? Lösung