Fachhochschule Hannover vorgezogen Wiederholungsklausur SS

Transkript

1 Fchhochschule Hnnoer orezoen Wiederholunsklusur SS 5.3. Fchereich Mschinenu Zei: 9 min Fch: Physik WS9 (Prof. Schrewe) Hilfsmiel: Formelsmmlun zur Vorlesun. Bei Srßen mi erluer Höchschwindikei on 7kmh empfiehl die SVO für die Ampelelphse eine Duer on 5 s. Nehmen Sie n, dss die ekionszei s erä, und dss eine Bremserzöerun on 5ms nich üerschrien werden soll.. Skizzieren Sie ds --Dirmm für den Anhleorn.. Welchen Asnd solle ein mi Höchschwindikei fhrender PKW nich unerschreien, um nch dem Umschlen on Grün uf Gel or der Ampel zum Sehen kommen zu können? c. Welche Zei enöi der dfür erforderliche Anhleorn?. Ein Sein wird on einem Blkon us h 8m Höhe uner einem Winkel on 4 een die Horizonle mi ms schrä nch oen eworfen.. In welcher horizonlen Enfernun om Awurfpunk schlä der Sein uf dem Boden uf?. Wie roß is der Ber der Aufprllchwindikei? 3. Die Msse m, 5 k leie eine schiefe Eene (Neiunswinkel 3 ) hin. Üer ein Seil is m mi der olle m k erunden. Ds Seil is in einer Veriefun um die olle ewickel. Trozdem knn diese näherunsweise ls homoener Vollzylinder mi dius erche werden. Die Msse des Seils knn ernchlässi werden. An olle und leiender Msse m wirken eiunskräfe mi leichem G. Besimmen Sie den Wer on G, so dss m mi einer Beschleuniun ms leie. 4. Die Geschwindikei eines Fhrzeus mi der Msse m 5k sink uf eener horizonler Srsse nch dem Auskuppeln des Moors in 8 s on 95 km/h uf 85 km/h.. Welche Moorleisun enöi ds Fhrzeu (näherunsweise), um die konsne Geschwindikei on 9 km/h uf eener horizonler Srsse hlen zu können.. Welche Gesmleisun wird enöi, wenn dieses Fhrzeu eine 8%ie Auohnseiun (z.b. ei den Ksseler Beren ) mi der Geschwindikei on 9 km/h durchfhren soll? 5. PKW mi Msse m 6k fähr uf einen lnsmer fhrenden PKW mi m k uf. PKW he or dem Aufprll eine Geschwindikei on 7 km/h, PKW die Geschwindikei on 8,8 km/h. Aus den Schdensildern n den eiden Unfllfhrzeuen schäz ein Schersändier die ole Verformunsenerie uf 44 kj. Wie roß wren die Geschwindikeien und u der eiden Fhrzeue direk nch dem Unfll? u 6. Eine homoene Scheie mi Msse m k und dius dreh sich reiunsfrei uf einer sehenden Welle. Ein nichroierender S der Läne L wird (wie ezei) uf die drehende Scheie fllen elssen. Die emeinsme Drehzhl erä is nschließend s hl so roß wie zuor. Welche Msse h der S? Verwenden Sie zur Vereinfchun ei llen Aufen = m s -.

2 Lösunen:. --Dirmm: / ms - s s / s. Für den Gesmwe il: s s s mi Einsezen: s 57,5m c. Gesmzei: s3,89s4,89s. Bezeichnunen: Horizonl - x-achse, Verikl nch oen - y-achse Anfnschwindikeien: ms, x cos 4 9,9, y sin 4 7,7ms Gleichmäßi eschleunie Beweun in posiier y-ichun mi Anfnschwindikei und Beschleuniun ms : y Für die Seihöhe il: es fol: Seizei: H, ysei sei und y sei, y, y, y H,97 m y sei,77s Nch Erreichen der mximlen Seihöhe fäll der Sein mi Fllzei us Höhe H fll s fll, 48s die Fllsrecke on,97 m.

3 Fluzei des Seins:,5 s eichweie y sei fll in horizonler x-ichun in,5 s. Lösun:,,,69 m y x. Enerieerhlunssz: Aufprllchwindikei : AP 3c. D'Alemersches Prinzip für Msse : D'Alemersches Prinzip für olle : mh m m AP h 8 m s 7,43m AP m S G s F F F m (*) m F F J (**) S G Gleireiunskrf n Msse m : FG G mcos Gleireiunskrf n der olle m : FG G m Neenedinun (kein Schlumpf): es fol für (*): m sin 3FS G m cos3m und für (**): FS G m J FS G m J Für homoene Zylinder il: FS G m m Einsezen: m sin G m mg m cos m Gm m cosm sin m m msin m m Lösun: G,39 m m cos 4. Leisun uf eener horizonler Srße zur Üerwindun der eiunskräfe: P Fm mi Lösun: kmh, 77ms,347 ms 8s 8 P F k ms ms kw 5, , 4. Bei einer 8%ie Seiun h mn ei einer Fhrsrecke s einen Höhenewinn on h,8s. ei leichförmier Beweun il: s und es fol: h,8.

4 W Leisun: P. Hier ensprich der zu leisenden Arei die Zunh- me der poeniellen Enerie: W E mhm,8 W Es fol: P m,8 po E po Leisun für Höhenewinn: P m, 8 5 k ms, 85ms 3 kw Gesmleiun: P 3, kw 3 kw 43kW 5. Impulserhlunssz: Umsellen und Einsezen: Enerieerhlunssz: Lösunen: (Posiie Lösun mi sinnoll, d in diesem Fll u m m mu mu kms u 4. k m s u k u 4ms m m mu mu Q 35 kj 8 mu m 4ms u 35 kj 44 kj 38kJ 5 8 mu m 4 ms u 66kJ u 6m s 8ms u u 385m s u m s 8ms u u 385m s u ms u m s u u m s 3 3 m 4m u u m s 3 s 69 s m 5 u ms ms m 3 3 s 3 3 u s, 5 ms und u, 6 ms u, 5, 77 ms und, u, wäre.) u, 4,76 ms is physiklisch nich 6. Die Scheie esiz in der Ausnsposiion den Drehimpuls L Sc, L J Sc, Sc Sc, Drehimpuls des Ses in der Ausnsposiion: LS,

5 In der Endposiion drehen Scheie und S mi emeinsmer Winkelchwindikei. Drehimpuls der Endposiion: L J J J ScS, ScS ScS, Sc S ScS, Drehimpulserhlunssz: LSc, LS, LSc, LSc S, Für die Scheie il: L J J J L JSc msc J S ms L ms ms 3 m, Sc ScS, m Sc msc ms 3 3m 3 ms msc 3k Sc, Sc Sc, Sc S Sc S, Sc S, für den S il: es fol: Msse des Ses: S Sc