12 m/s = km/h 198 km/h = m/s 1,6 rad =

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Sven Friedrich
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1 VORSÄTZE 1. Schreiben Sie die folgenden Größen ohne Vorsilbe in der wissenschaftlichen Schreibweise auf drei signifikanten Stellen gerundet! km = 0,02995 cm = 3358 hl (hektoliter) = 0,9009 mm = 1,228 aj = 0,4445 GW = m = 15,95 PJ = 0,2002 fs = 2. Schreiben Sie die folgenden Größen mit Vorsilben so auf, dass die Werte mit den wenigsten Ziffern geschrieben werden! 900 Pa = 0,004 mol 4500 m = J = 2, s = W = 0, Hz = m = mol = 3. Wandeln Sie um: m =... mm 0,007 cm =... m 0,02 MW =...kw 0,05 dm 2 =. cm cm 2 = m 2 0,02 dm 3 = cm mm 3 =.... cm ml (Milliliter) =... dm 3 50 cl (Zentiliter) =... cm 3 0,1 l (Liter) =... cm 3 50 cm 3 =...ml 0,3 dm 3 =...cl 12 m/s = km/h 198 km/h = m/s 1,6 rad = 12 = rad 0,03 =... (Winkelminute) 15 (Winkelminute)= 1

2 LÖSUNGEN: 1. 1, m m 3, l 9, m 1, J 4, W 2, m 1, J s 2. 9 hpa 4 mmol 4,5 km 3 PJ 28 ns 35 MW 10 THz 180 pm 1,5 fmol 3. 2,882 mm 70 m 20 kw 5 cm 2 0,5 m 2 20 cm 3 0,3 cm 3 0,2 dm cm cm 3 50 ml 30 cl 43,2 km/h 55 m/s 91,7 0,209 rad 1,8 0,25 2

3 DYNAMIK 4. Man zieht einen Schlitten (m = 40 kg) aus Ruhezustand 8 s lang mit einer horizontalen Zugkraft von 120 N. Die Reibungszahl zwischen Schlitten und Schnee beträgt 0,1. (Es soll mit g = 10 m/s 2 gerechnet werden.) Berechnen Sie a) die Reibungskraft, b) die Beschleunigung des Schlittens, c) die Geschwindigkeit des Schlittens am Ende und d) die während 8 Sekunden zurückgelegte Strecke. 5. Ein Schlitten (m = 20 kg) wird aus Ruhezustand auf einer Strecke von 12,5 m unter der Wirkung einer horizontalen Zugkraft von 20 N auf eine Geschwindigkeit von 2 m/s beschleunigt. Berechnen Sie die Reibungszahl zwischen Schlitten und Schnee. m F 6. Wie groß muss die Kraft sein, mit welcher man den Körper (m = 12 kg) gegen der Wand drückt, damit der Körper nicht herunterfällt? (Die Reibungszahl zwischen dem Körper und der Wand beträgt 0,4.) 7. Wie groß müsste die Beschleunigung des Lastwagens sein, damit der Körper (m = 5 kg) nicht herunterfällt? (Die Reibungszahl zwischen dem Körper und der Wand beträgt 0,8.) m a 8. Ein Fallschirmspringer (m = 120 kg mit dem Zugehör) springt aus einem Hubschrauber bei einer Höhe von 2000 m. Wie groß wäre seine Geschwindigkeit (in km/h) am Ende des Falles, wenn a) der Fall frei wäre? b) der Fall nicht frei ist, der Springer kann aber den Fallschirm nicht öffnen? (Der Luftwiderstandskoeffizient beträgt in diesem Fall 0,142.) c) der Springer den Schirm öffnet? (Der Luftwiderstandskoeffizient beträgt mit dem Schirm 50.) 9. Ein Eissurfer startet aus Ruhe bei einem Wind von 72 km/h. Der Luftwiderstandskoeffizient beträgt 10. a) Wie groß ist die Beschleunigung im ersten Moment? b) Die Gleitreibungszahl zwischen Eis und Board beträgt 0,1. Welche Geschwindigkeit erreicht der Surfer, wenn seine Masse zusammen mit dem Board und dem Segel insgesamt 160 kg beträgt? 10. Ein Körper der Masse von 5 kg steht auf einer schiefen Ebene mit einem Neigungswinkel von = 15. (Es soll mit g = 10 m/s 2 gerechnet werden.) a) Wie groß ist die Haftreibungskraft? b) Bei der Erhöhung des Neigungswinkels wird der Körper gerade bei = 30 zum Rutschen kommen. Wie groß ist die Haftreibungskraft in dem Moment vor dem Rutschen? c) Wie groß ist die Reibungszahl beim Haften (sog. Haftreibungszahl)? d) Das Rutschen des Körpers fängt bei der Höhe von 4 m an. Der Körper erreicht den Fuß der schiefen Ebene in 4 s. Wie groß ist die Gleitreibungskraft während der Abwärtsbewegung? e) Wie groß ist die Reibungszahl beim Gleiten (sog. Gleitreibungszahl, sie kann sich von der Haftreibungszahl unterscheiden)? f) Mit welcher Kraft könnte man den Körper mit einer konstanten Geschwindigkeit aufwärts ziehen? 11. Man schleudert eine auf eine Feder (D = 2000 N/m) gekoppelte Kugel der Masse von 1,5 kg auf einer horizontalen kreisförmigen Bahn mit konstanter Geschwindigkeit herum. Die Umlaufzeit beträgt 0,5 s. Berechnen Sie die Verlängerung der Feder, wenn die ursprüngliche Länge 40 cm war. 3

4 DRUCK 12. Beim Kauen treten relativ große Kräfte, wie etwa 100 N auf. Setzen wir voraus, dass man auf einen winzigen harten Kern beißt und so diese Druckkraft auf eine kleine Fläche von 1 mm 2 ausgeübt wird. Welcher Druck entsteht dabei? 13. Ein Druck von 200 kpa wirkt auf das Trommelfell (Fläche etwa 55 mm 2 ) eines Tauchers. Welche Druckkraft belastet dabei das Trommelfell? 14. Ein Würfel der Masse von 4 kg steht auf einer schiefen Ebene ( = 60 ). Die Seitenlänge des Würfels beträgt 10 cm. Welchen Druck übt der Würfel auf die schiefe Ebene aus? 4

5 4. a) 40 N; b) 2 m/s 2 ; c) 16 m/s; d) 64 m 5. 0, N 7. 12,3 m/s 2 8. a) 713 km/h; b) 328 km/h; c) 17,5 km/h 9. a) 2,5 m/s 2 ; b) 16 m/s 10. a) 12,9 N; b) 25 N; c) 0,577; d) 20 N; e) 0,462; f) 45 N; 11. 5,37 cm MPa N 14. 1,96 kpa 5

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