1 t in s. 1.1 Geben Sie die Zeitabschnitte (1; 2 ; 3; 4 und / oder 5) an, in denen sich der Wagen nach rechts bewegt.

Transkript

1 . Schulaufgabe aus der Physik am F T A / B Name.0 Gegeben ist das folgende v(t)-diagramm für einen Wagen. Für die Zeitabschnitte gilt: ) 0 < t <,0s ; ),0 < t <,0s; ),0 < t < s; ) < t < s; ) < t <,s Dabei sind s, v und a nach rechts positiv zu zählen, nach links negativ. Zur Zeit t = 0 steht der Wagen am Ausgangsort, also: s(0)=0. In die Zeichnung dürfen (sollen) Werte eingetragen werden. v in m/s t in s Geben Sie die Zeitabschnitte (; ; ; und / oder ) an, in denen sich der Wagen nach rechts bewegt.. Geben Sie die Zeitabschnitte an, in denen der Wagen langsamer wird.. Geben Sie die Zeit an, nach der sich der Wagen am weitesten nach rechts vom Ausgangsort entfernt hat, und ermitteln Sie die zugehörige Entfernung.. Tragen Sie in das Diagramm farbig die jeweilige Beschleunigung farbig (nicht rot - geeigneter Maßstab!) ein.. Tragen Sie in das Diagramm deutlich sichtbar den Zeitpunkt t 0 ein (annähernd), zu dem der Wagen wieder den Ausgangsort erreicht hat, und begründen Sie Ihre Wahl. Eine Rechnung ist erforderlich..6 Der Treibstoffverbrauch hängt nicht davon ab, wie weit sich der Wagen vom Ausgangs- ort entfernt hat, sondern wie viele Meter sich der Wagen insgesamt bewegt hat. Ermitteln sie den insgesamt zurückgelegten (Bewegungs-) Weg des Wagens zur Zeit t 0.

2 . Schulaufgabe aus der Physik am F T A / B.0 Ein Stein wird aus der Höhe h = 0 senkrecht nach oben geworfen, und schlägt nach der Zeit T wieder auf dem Boden (h = 0) auf dem Boden auf.. Geben Sie an, welche der vier Diagramme den senkrechten Wurf nach oben beschreiben, und ergänzen Sie bei den richtigen Diagrammen die Beschriftung. Kennzeichnen Sie auch (durch deutliches Durchstreichen Lineal! ) der falschen Antwort Ihre Wahl FALSCH RICHTIG FALSCH RICHTIG FALSCH RICHTIG FALSCH RICHTIG. Ermitteln Sie die Geschwindigkeit (Betrag und Richtung) und die momentane Höhe nach einer Zeit t =,0s. Markieren Sie die so bestimmten Größen farbig (nicht rot) im jeweiligen Diagramm. Bem.: Stattdessen ist auch eine (umständliche!) Berechnung erlaubt. v (,0s) = h(,0s) =.0 Ein Jäger schießt aus einer Höhe von,0m (Schulterhöhe). Er hält das Gewehr in einem absolut ebenem Gelände dabei genau waagrecht. Die Kugel schlägt nach x = 8,0 m auf dem Boden auf.. Zeigen Sie allgemein, dass in einem geeigneten Koordinatensystem für den waagrechten Wurf gilt: g y = x v 0. Ermitteln Sie die Anfangsgeschwindigkeit des Geschosses.. Geben Sie an, aus welcher Höhe man bei doppelter Anfangsgeschwindigkeit v 0 abschießen müsste, damit das Geschoss wieder nach x = 8,0 m auf dem Boden aufschlagen würde. Begründen Sie Ihre Aussage. (Die Lösung der Aufgabe. ist für diese Teilaufgabe nicht unbedingt erforderlich, darf aber verwendet werden).

3 . Schulaufgabe aus der Physik am F T A / B Versuchsauswertung Bei der experimentellen Bestimmung der Fallbeschleunigung g wurde ein Probekörper der Masse,000 kg in verschiedenen Höhen h durch einen Elektromagneten festgehalten. Wird der Stromfluss durch den Elektromagneten unterbrochen, so durchfällt der Probekörper die Höhe h. Gleichzeitig wird eine angeschlossene Stoppuhr gestartet. Durchfällt der Körper die Höhe h, so wird eine Lichtschranke ausgelöst, wodurch die Stoppuhr angehalten wird und die Fallzeit t abgelesen werden kann. Dieser Versuch wird für verschiedene Fallhöhen (h h ) wiederholt. Wertetabelle (gemessene Werte): Messwert Nr. Fallhöhe h in cm 0,0 00,0 00,0 700,0 00,0 Fallzeit t in s 0, 0,78,00,8, Aufgabenstellung:. Übernehmen Sie die Wertetabelle auf ein kariertes Blatt und zeigen Sie rechnerisch, dass im Rahmen der Messgenauigkeit folgende Beziehung gilt: h t (BE). Werten Sie die Messreihe graphisch aus und bestimmen Sie aus dem Graphen den Wert für die Fallbeschleunigung g. (8BE)

4 . Schulaufgabe aus der Physik am F T A / B Lösungen.0 Gegeben ist das folgende v(t)-diagramm für einen Wagen. Für die Zeitabschnitte gilt: ) 0 < t <,0s ; ),0 < t <,0s; ),0 < t < s; ) < t < s; ) < t <,s Dabei sind s, v und a nach rechts positiv zu zählen, nach links negativ. Zur Zeit t = 0 steht der Wagen am Ausgangsort, also: s(0)=0. In die Zeichnung dürfen (sollen) Werte eingetragen werden. a in m s v in m/s 8 t in s Flächen: , - -6, Geben Sie die Zeitabschnitte (; ; ; und / oder ) an, in denen sich der Wagen nach rechts bewegt.,. Geben Sie die Zeitabschnitte an, in denen der Wagen langsamer wird.,. Geben Sie die Zeit an, nach der sich der Wagen am weitesten nach rechts vom Ausgangsort entfernt hat, und ermitteln Sie die zugehörige Entfernung. t =,0s ; d = m. Tragen Sie in das Diagramm farbig die jeweilige Beschleunigung farbig (nicht rot geeigneter Maßstab!) ein.. Tragen Sie in das Diagramm deutlich sichtbar den Zeitpunkt t 0 ein (annähernd), zu dem der Wagen wieder den Ausgangsort erreicht hat, und begründen Sie Ihre Wahl. Eine Rechnung ist erforderlich. Die Flächen oberhalb und unterhalb der t Achse müssen sich aufheben..6 Der Treibstoffverbrauch hängt nicht davon ab, wie weit sich der Wagen vom Ausgangs- ort entfernt hat, sondern wie viele Meter sich der Wagen insgesamt bewegt hat. Ermitteln sie den insgesamt zurückgelegten (Bewegungs-) Weg des Wagens zur Zeit t 0. s ges = (,0 + 8,0 +, + + 6,)m ; s = 9 m {8,7m }

5 . Schulaufgabe aus der Physik am F T A / B.0 Ein Stein wird aus der Höhe h = 0 senkrecht nach oben geworfen, und schlägt nach der Zeit T wieder auf dem Boden (h = 0) auf dem Boden auf.. Geben Sie an, welche der vier Diagramme den senkrechten Wurf nach oben beschreiben, und ergänzen Sie bei den richtigen Diagrammen die Beschriftung. Kennzeichnen Sie auch (durch deutliches Durchstreichen Lineal! ) der falschen Antwort Ihre Wahl. v in m/s s in m Abszisse: t - FALSCH RICHTIG FALSCH RICHTIG FALSCH RICHTIG FALSCH RICHTIG. Ermitteln Sie die Geschwindigkeit (Betrag und Richtung) und die momentane Höhe nach einer Zeit t =,0s. Markieren Sie die so bestimmten Größen farbig (nicht rot) im jeweiligen Diagramm. Bem.: Stattdessen ist auch eine (umständliche!) Berechnung erlaubt. v (,0s) = 9,8 m/s h(,0s) = m Eintragen: ; Einheiten:.0 Ein Jäger schießt aus einer Höhe von,0m (Schulterhöhe). Er hält das Gewehr in einem absolut ebenem Gelände dabei genau waagrecht. Die Kugel schlägt nach x = 8,0 m auf dem Boden auf.. Zeigen Sie allgemein, dass in einem geeigneten Koordinatensystem für den waagrechten Wurf gilt: x = v 0 t t = x ; y = gt g x ; y = v 0 v 0. Ermitteln Sie die Anfangsgeschwindigkeit des Geschosses. g y = x v 0 v 0 g x g m = ; v 0 = x mit g aus FS, y =,0m und x = 8,0m v 0 = ; y y s. Geben Sie an, aus welcher Höhe man bei doppelter Anfangsgeschwindigkeit v 0 abschießen müsste, damit das Geschoss wieder nach x = 8,0 m auf dem Boden aufschlagen würde. Begründen Sie Ihre Aussage. (Die Lösung der Aufgabe. ist für diese Teilaufgabe nicht unbedingt erforderlich, darf aber verwendet werden). Doppeltes v 0 ergibt wegen des Quadrats ein Viertel der Höhe, also y = 7, cm

6 . Schulaufgabe aus der Physik am F T A / B Übernehmen Sie die Wertetabelle auf ein kariertes Blatt und zeigen Sie rechnerisch, dass im Rahmen der Messgenauigkeit folgende Beziehung gilt: h t Wertetabelle (gemessene Werte): Punkte (für jede Zeile ) Messwert Nr. Fallhöhe h in 0,0 00,0 00,0 700,0 00,0 cm Fallzeit t in s 0, 0,78,0,9, t in s 0,0 0,608,0,6,09 h m in t s,9876,9,9080,97,8907. Werten Sie die Messreihe graphisch aus und bestimmen Sie aus dem Graphen den Wert für die Fallbeschleunigung g. Punkte Graph: Achsenbeschriftung (), Messwerte eintragen (), Steigungsdreieck () Ursprungsgerade h t (P) h t (P) 9,0m m = konst. = =,8969,9 s s g = g = 9,79 m (P) s