Klausur. Physik für Pharmazeuten (PPh) SS Juli 2006

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1 Klausur Physik für Pharmazeuten (PPh) SS Juli 2006 Name: Matrikel-Nr.: Fachrichtung: Semester: Bearbeitungszeit: 90 min. Bitte nicht mit Bleistift schreiben! Nur Ergebnisse auf den Aufgabenblättern zählen! Erlaubte Hilfsmittel: Taschenrechner Formelsammlung oder ein einseitig handschriftlich beschriebenes DIN-A4 Blatt Aufgabe ! Punkte Aufgabe ! Punkte Aufgabe ! Punkte Erreichbare Punktzahl: 42 Gesamtpunktzahl: Note: 1

2 Aufg. 1: Energiesatz (4 Punkte) Berechnen Sie die Geschwindigkeit des Wagens nach einem Meter Beschleunigungsstrecke mit Hilfe des Energiesatzes. Die Masse des Wagens sei m T =1kg, die Masse des treibenden Gewichts ist m K =0,5 kg. Der Wagen befinde sich vor dem Experiment in Ruhe. Aufg.2:. Schwingungen (4 Punkte) Multiple Choice: (Bitte die Aussagen mit "Richtig" oder "Falsch" bewerten) a) Die Schwingungsamplitude eines gedämpften Oszillators fällt exponentiell in der Zeit ab. b) Die Eigenfrequenz einer Federschwingung hängt von der Amplitude ab. c) Die Energieaufnahme einer erzwungenen Schwingung ist bei der Resonanzfrequenz gleich Null. d) Als "Resonanz" wird der Fall einer Schwingung bezeichnet, bei der die Frequenz der externen periodischen Kraft der Eigenfrequenz der Systems entspricht. 2

3 Aufg.3: Hydrodynamik (4 Punkte) a) Zeichnen Sie die Stromfäden einer laminaren Strömung um eine Kugel b) Zeichnen Sie das Geschwindigkeitsprofil einer viskose Strömung zwischen einer ruhenden und einer bewegten Platte. 3

4 Aufg.4:. Stehende Wellen (4 Punkte) Die vierte Oberschwingung einer doppelseitig eingespannten Saite schwinge mit 5kHz. a) Fertigen Sie eine Skizze der stehenden Welle an. b) Wie lang ist der Kasten in dem die Saite eingespannt ist, wenn die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Welle c=10m/s beträgt? Aufg.5: Kinetische Gastheorie (4 Punkte) In einem verdünnten Gas seien im Mittel ein Molekül pro Kubik-Nanometer vorhanden. a) Welchem Druck entspricht dies bei 100 Kelvin? b) Wie groß ist der Druck bei Raumtemperatur (20 Celsius)? (k B =1, J/K) 4

5 Aufg.6 Strahlenoptik (3 Punkte) Die Brechzahl von Wasser ist 1,33. a) Skizzieren Sie qualitativ den Brechungswinkel, β, eines Lichtstrahls, der eine Wasserfläche unter dem Winkel α=30 zur Normalen trifft. b) Berechnen Sie den Brechungswinkel, β. Aufg.7 Stromkreis (4 Punkte) In dem abgebildeten Stromkreis liegt eine Spannung von 10V an. Wie viel Strom fließt durch R1 und wie viel Strom fließt durch R2? Wie groß ist dann der Gesamtstrom? 5

6 Aufg. 8: Das elektromagnetische Spektrum (3 Punkte) Tragen Sie a) sichtbares Licht, b) Röntgenstrahlung und c) Radiowellen (UKW) in das richtige Intervall des elektromagnetischen Spektrums ein. (Die nicht benötigten Platzhalter bleiben frei) Wellenlänge: 1-100nm 100nm-1µm 1µm-100µm 100µm-1mm 1mm-10cm 10cm-10m 10m-1km Aufg. 9: Physikalische Phänomene (3 Punkte) (richtige Aussagen ankreuzen) Eine adiabatische Zustandsänderung verläuft: bei konstanter Temperatur. bei konstantem Volumen ohne Wärmeaustausch Der Dopplereffekt ist: die Frequenzverschiebung einer Welle bei Relativbewegung von Quelle und Beobachter. Knall bei Durchbruch der Schallmauer, wenn sich eine Quelle schneller als der Schall bewegt. Verdoppelung der Frequenz bei einer Oktave. Elektronenbeugung ist: die Ablenkung der Elektronen im Magnetfeld eine Welleneigenschaft der Elektronen die Verbiegung einer elektrischen Leiterstruktur 6

7 Aufg. 10: Magnetische Felder (2 Punkte) Welche Aussagen sind richtig oder falsch? 1) Stabmagneten tragen magnetische Ladungen. 2) Die Lorentzkraft wirkt immer senkrecht zum Magnetfeld. Aufg.11: Spannung und Dehnung (4 Punkte) Eine Kugel der Masse 50kg werde an einem Stahldraht mit 5m Länge und 2mm Radius aufgehängt. Um wie viel Millimeter dehnt sich der Draht? (der E-Modul von Stahl beträgt E=200 GPa, Erdbeschleunigung: g=9,81m/s 2 ) Aufg. 12: Wasserstoffatom (3 Punkte) Die Ionisierungsenergie eines Wasserstoff-Atoms beträgt 13,6eV. Kann Licht der Wellenlänge λ=200 nm Wasserstoff ionisieren? (Plancksches Wirkungsquantum h=6, Js, 1eV=1, J) 7