Startseite Downloadportal Mathe- Physik CD Aufgabensammlung
Übersicht Physik
Lösungen zm_202 word pdf
Physikalischer
Hintergrund
Ergebnisse und ausführliche Lösungen zur
Klassenarbeit zur Mechanik III (Variante B)


<<< voriges Aufgabenblatt Aufgabenblatt nächstes Aufgabenblatt >>>

Nr. 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10
  11

1. Ein Pingpongball wird auf eine harte Tischplatte fallen gelassen.
Beschreiben Sie die Energieumwandlungen.
Warum nimmt die Sprunghöhe ständig ab?
  Ergebnis
  Bewegungsenergie, Spannenergie, Bewegungsenergie, Reibungsverluste.
  Ausführliche Lösung

2. Wie groß ist die Arbeit, die ein Schüler ( m = 55 kg) verrichtet, wenn er auf einen 900 m hohen Berg steigt?
  Ergebnis
  Der Schüler verrichtet die Arbeit W = 485 595 Nm.
  Ausführliche Lösung

3. Ein Kinderwagen wird mit der konstanten Kraft F = 60 N eine Strecke von 2,4 km geschoben.
Welche Arbeit ist dabei zu verrichten?
  Ergebnis
  Es ist eine Arbeit von 144 000 Nm zu verrichten.
  Ausführliche Lösung

4. Sie belasten eine Schraubenfeder mit der Kraft F = 3 N. Dabei stellen Sie eine Längenänderung von s = 1,5 cm fest.
  a) Welche Federkonstante (Federhärte) besitzt die Feder ( in N/m)?
  b) Wie groß ist die Längenänderung der Feder, wenn sie mit 5 N belastet wird?
  Ergebnis
  a) Die Federkonstante beträgt 200 N/m.
  b) Die Längenänderung beträgt 0,025 m = 2,5 cm.
  Ausführliche Lösung

5. Sie möchten ein Pendel herstellen, das eine Schwingungsdauer von T = 2 s besitzt. Sie wissen, dass an Ihrem Ort die Fallbeschleunigung exakt 9,81 m/s2 beträgt.
Wie lang muss das Pendel sein?
Berechnen Sie die Pendellänge auf drei Stellen hinter dem Komma genau.
  Ergebnis
  Die Pendellänge muss etwa 0,994 m betragen.
  Ausführliche Lösung

6. Wir schreiben das Jahr 2200 n. Chr. Sie reisen in einem Raumgleiter mit einer altertümlichen Pendeluhr auf den Mond. gMond < gErde
Geht die Uhr auf dem Mond noch genau?
Begründen Sie Ihre Aussage und überlegen Sie sich, falls die Uhr auf dem Mond nicht mehr richtig geht, wie Sie das beheben können.
  Ergebnis
  Auf dem Mond geht die Pendeluhr nach. Pendel muss verkürzt werden.
  Ausführliche Lösung

7. Welche Länge hat ein Fadenpendel, das die gleiche Schwingungsdauer hat wie ein Federpendel der Masse m = 0,5 kg und der Federkonstanten D = 75 N/m.
(g = 9,81 m/s2)
  Ergebnis
  Die Pendellänge beträgt l = 0,0654 m.
  Ausführliche Lösung

8. Ein Auto prallt mit 180 km/h gegen eine feste Mauer.
Aus welcher Höhe müsste es frei herabfallen, um die gleiche zerstörende Energie zu bekommen?
  Ergebnis
  Das Auto müsste aus einer Höhe von 127,421 m herabfallen.
  Ausführliche Lösung

9. Ein Sportwagen der Masse m = 800 kg soll in 10 s auf eine Endgeschwindigkeit von 180 km/h beschleunigen.
Welche Motorleistung in kW ist dafür erforderlich, wenn man von Reibungskräften und den Zeiten für das Hochschalten der Gänge absieht?
  Ergebnis
  Der Motor muss mindestens eine Leistung von 100 kW besitzen.
  Ausführliche Lösung

10. Ein LKW mit der Masse m = 30000 kg hat einen 400 kW - Motor.
In welcher Zeit könnte er einen Berg von 500 m Höhe hinauffahren?
(Von Reibungsverlusten wird abgesehen) g = 9,81 m/s2
  Ergebnis
  Der LKW könnte in etwa 6,2 min. den Berg hinauffahren.
  Ausführliche Lösung

11. Bei einer gleichbleibenden Geschwindigkeit von 300 km/h muss der Motor eines Sportflugzeugs gegen eine konstante Kraft von 1200 N arbeiten.
Welche Motorleistung in kW ist dafür notwendig?
  Ergebnis
  Die notwendige Motorleistung beträgt P = 100 kW.
  Ausführliche Lösung

1. Ausführliche Lösung:
  Der Ball fällt:
Die anfänglich vorhandene Höhenenergie verwandelt sich mit schwindender Höhe zunehmend in Bewegungsenergie.
Der Ball stößt auf:
Die gesamte Bewegungsenergie verwandelt sich beim Aufprall in Spannenergie. Der Ball wird leicht zusammengedrückt.
Der Ball stößt ab:
Die Spannenergie verwandelt sich beim zurückprallen wieder in Bewegungsenergie, der Ball entspannt sich.
Der Ball steigt:
Mit zunehmender Höhe nimmt die Bewegungsenergie ab, dabei erhöht sich die Höhenenergie um am oberen Umkehrpunkt ihr Maximum zu haben.
Nun beginnt das Spiel von vorn.
Abnahme der Sprunghöhe:
Die Sprunghöhe nimmt ab, da dem Ball laufend Energie entzogen wird
  • durch Luftreibung
  • durch Verformungsenergie beim Aufprall
  • durch den Schall

2. Ausführliche Lösung:
  02_l
Der Schüler verrichtet die Arbeit W = 485 595 Nm.

3. Ausführliche Lösung:
  03_l
Es ist eine Arbeit von 144 000 Nm zu verrichten.

4. Ausführliche Lösung:
  a) 04a_l
Die Federkonstante beträgt 200 N/m.
  b) 04b_l
Die Längenänderung der Feder beträgt 0,025 m = 2,5 cm.

5. Ausführliche Lösung:
  05_l
Die Pendellänge muss etwa 0,994 m betragen.

6. Ausführliche Lösung:
  06_l
Auf dem Mond geht die Pendeluhr nach (Die Periodendauer ist größer).
Beheben kann man diesen Zustand dadurch, dass man die Pendellänge verkürzt, damit die Uhr schneller geht.

7. Ausführliche Lösung:
  07_l
Die notwendige Pendellänge beträgt l = 0,0654 m.

8. Ausführliche Lösung:
  08_l
Das Auto müsste aus einer Höhe von 127,421 m herabfallen.

9. Ausführliche Lösung:
  09_l
Der Motor muss mindestens eine Leistung von 100 kW besitzen.

10. Ausführliche Lösung:
  10_l
Der LKW könnte in 387,875 s, das sind etwa 6,2 min. den Berg hinauffahren.

11. Ausführliche Lösung:
  11_l
Die notwendige Motorleistung beträgt P = 100000 W = 100 kW.