Klausur zu Physik1 für B_WIng(v201)

Transkript

1 M. Anders Wedel, den Klausur zu Physik1 ür B_WIng(v201) Klausurdatum: , 14:00, Bearbeitungszeit: 90 Minuten Achtung! Es ird nur geertet, as Sie au diesen Blättern oder angeheteten Leerseiten notieren, sie düren aber zusätzliches Schmierpapier verenden. Erlaubte Hilsmittel: Taschenrechner, Zeichengeräte, zugelassene Formelsammlung in unveränderter Form. Augabe 1: Kurz nach der ranzösischen Revolution machte die "revolutionäre Nationalversammlung" einen Versuch, im Rahmen der Einührung des metrischen Systems auch eine metrische Zeit einzuühren. In diesem System begann der Tag um Mitternacht und urde in zehn dezimale Stunden eingeteilt, die jeeils ieder aus hundert dezimalen Minuten bestanden. Die Zeiger einer erhaltenen Taschenuhr aus dieser Zeit aren bei einer dezimalen Zeit von 8 Stunden und 22,8 dezimalen Minuten stehen geblieben. Welche Zeit ist das nach der heute noch gültigen, konventionellen 12er-Zeit (3P)?

2 Augabe 2: Eine Kaeetasse der Masse 75g ird au eine rutschige (reibungsreie) Rampe gestellt. Die Rampe hat eine Neigung von 20. Die Kaeetasse startet zur Zeit t=0 aus der Ruhe. Wie eit hat sich die Tasse nach 2,0s hangabärts beegt? (3P)

3 Augabe 3:(5P) Im Folgenden erden einige Aussagen zu physikalischen Sachverhalten gemacht, die zum Teil unsinnig, komplett oder teileise alsch oder richtig sind. Geben Sie au dem Augabenblatt an, ob die olgenden Behauptungen komplett richtig oder zumindest teileise alsch sind: Beantorten Sie durch Ankreuzen, ie im olgenden Beispiel dargestellt 0.) Mein Klausurnachbar kennt die Antorten zu diesen Fragen besser als ich. X 1.) Ein Körper kann sich dauerhat mit konstanter Geschindigkeit beegen, enn eine abbremsende Reibungskrat durch eine konstante Antriebskrat in Beegungsrichtung kompensiert ird. 2.) Die gleichörmige Kreisbeegung ist eine natürliche Beegung, die keine Kratirkung erordert. Zentripetalkrat, Zentriugalkrat und Corioliskrat sind Scheinkräte, die lediglich dazu benötigt erden, die Netonschen Gleichungen dennoch verenden zu können. 3.) Die gleichörmige Kreisbeegung ist eine beschleunigte Beegung. Die Beschleunigung ird durch die radial nach außen irkende Zentriugalkrat beirkt. 4.) Die gleichörmige Kreisbeegung ist eine beschleunigte Beegung. Die Beschleunigung ird durch die in Richtung des Kreismittelpunktes irkende Zentripetalkrat beirkt. 5.) Ein mit konstanter Leistung anahrender Zug erährt auch eine konstante Beschleunigung. 6.) Wenn der Mond doppelt so so viel Masse hätte, müsste er bei gleichem Abstand zur Erde auch doppelt so schnell(in 14 Tagen) umlauen. 7.) Die Reynoldszahl Re beschreibt die Häuigkeit, mit der sich Strömungsirbel um sich selbst drehen, bis sie zur Ruhe kommen. Ab einer Reynoldszahl von spricht man von Quasisuperluidität. 8) Die Oberlächenspannung und die Spannung, eines deormierten Festkörpers haben verschiedene physikalische Dimensionen aber trotzdem die gleichen Einheiten. 9) Das Drehmoment und die Energie haben die gleichen Einheiten. Alles richtig - 5P, 1 Fehler -4P, 2 Fehler -3P, 3 Fehler -2P, 4 Fehler -1P

4 Augabe 4: Betrachten Sie einen Inline-Skater eines Geichtes von 77 kg, der eine 3 gegenüber der Horizontalen geneigte lange Rampe hinab ährt. Er hat seine Ausrüstung so gut geartet, dass nur der (netonsche) Lutiderstand relevant ist. Aurecht stehend habe er eine Querschnittsläche von 0,8 m 2 bei einem CW-Wert von 0,85 und in der tieen Hocke eine Querschnittsläche von 0,45 m 2 und CW = 0,4. Welche Endgeschindigkeit kann er jeeils ohne zusätzlichen eigenen Antrieb erreichen? (4P) (Hineis: Die Dichte von Lut beträgt eta 1,2 kg/m 3.)

5 Augabe 5: Ein Flugzeug liegt in einem horizontalen Kreis mit einer Geschindigkeit von 412 km/h. Die Traglächen des Flugzeugs sind um einen Winkel von 34,7 gegenüber der Horizontalen verkippt. Nehmen Sie an, dass die Zentripetalkrat vollständig durch eine Komponente der senkrecht zu den Traglächen irkenden Autriebskrat augebracht ird. a) Zeichnen Sie das Krätediagramm des reien Körpers.(2P) b) Berechnen Sie den Radius, mit dem das Flugzeug seine Kreisbahn zieht.(2p) 34,7

6 Augabe 6: 5.) Das Trägheitsmoment ür Rotation um die Achse eines Hohlzylinders mit sehr dünner Wand ist extrem einach zu berechnen und beträgt M R2 a) Geben Sie eine anschauliche Begründung daür, dass der Ausdruck dem ür eine rotierende Punktmasse gleicht!(2p) b) Ein masseloses Seil ist um einen Hohlzylinder des Radius 10 cm geickelt. Eine Masse von 15 kg hängt an dem Seil und beegt sich, aus der Ruhe startend, 30 cm in 0,3 s. Wie groß ist die Masse des Zylinders?(4P) 15 kg

7 Augabe 7: Wasser beegt sich (reibungsrei) mit einer Geschindigkeit von 5,18 m durch eine Rohr mit einem Querschnitt von 4,20 cm 2. Das Wasser ließt dabei gleichmäßig insgesamt 9,66 m nach unten, ährend sich der Rohrquerschnitt gleichmäßig au 7,60 cm 2 ereitert. a) Wie groß ist die Strömungsgeschindigkeit am unteren Ende? (1P) b) Wenn der Druck am oberen Ende 152 kpa ist, ie groß ist er am unteren Ende? (2P)