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: a) Eine rechteckige Metallplatte hat eine Länge von 8,43 cm und eine Breite von 5,12 cm. Berechnen Sie die Fläche der Platte und geben Sie das Ergebnis mit der korrekten Zahl signiikanter Stellen an!(1p) b) Die Platte hat eine Dicke von 4 mm und besteht aus einem Material der Dichte ρ m = 4, kg/m 3. Geben Sie die Masse der Platte mit der korrekten Anzahl signiikanter Stellen an.(1p) c) Eine kreisörmige Platte hat einen Radius von 3,7 cm. Berechnen Sie die Fläche der Platte und geben Sie das Ergebnis mit der korrekten Zahl signiikanter Stellen an! (1P)

2 Augabe 2: a) Ein Kratsportler irt einen Stein aus einer Höhe von 1,72 m mit einer Geschindigkeit von 10 m/s unter einem Winkel von 41 gegenüber der Horizontalen ab. In elcher Enternung schlägt der Stein au dem (ebenen) Boden au? (3P)

3 Augabe 3:(8P) 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.) Körper allen an der Erdoberläche nach unten, eil es im Erdinneren heiß ist. X 1.) Ein Körper kann sich dauerhat mit konstanter Geschindigkeit beegen, enn eine abbremsende Reibungskrat durch eine konstante positive Beschleunigung 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 in Richtung des Kreismittelpunktes irkende Zentripetalkrat beirkt. 4.) Die gleichörmige Kreisbeegung ist eine beschleunigte Beegung. Die Beschleunigung ird durch die radial nach außen irkende Zentriugalkrat beirkt. 5.) Ein mit konstanter Leistung anahrender Zug erährt auch eine konstante Beschleunigung. 6.) Es gibt vier undamentale Wechselirkungen. Diese sind die Gravitation, die starke Wechselirkung, die elektromagnetische Wechselirkung und die Oberlächenspannung. 7.) Die Reynoldszahl Re beschreibt, in elchem Parameterbereich die Bernoulligleichung gültig ist. Wasser hat eine Reynoldszahl von 83. Deshalb gilt ab einem Rohrdurchmesser von 83mm die Bernoulligleichung ür eine Wasserströmung nicht mehr. 8) Wenn sie ein enges Glasröhrchen in Wasser tauchen ird durch die Kapillarkräte der Wasserspiegel im Röhrchen etas nach oben gezogen. Weil Spülmittelzusatz die Oberlächenspannung von Wasser herabsetzt und die Kapillarkrat au die Oberlächenspannung zurückgeht, sinkt der Wasserspiegel im Glasröhrchen nach Zusatz von Spülmittel gegenüber dem reien Spiegel im Geäß etas ab. Alles richtig - 8P, 1 Fehler -6P, 2 Fehler -4P, 3 Fehler -2P, 4 Fehler -1P

4 Augabe 4: In den Ecken eines Quadrats mit einer Seitenlänge von 2,0 m beinden sich identische Kugeln mit einer Masse von je 0,50 kg, beestigt an masselosen Stäben, elche die Seiten des Quadrates bilden. Geben Sie das Trägheitsmoment der Anordnung bei der Rotation um eine Achse an, die a) durch die Mittelpunkte gegenüberliegender Seiten verläut und in der Ebene des Quadrates liegt, (2P) b) durch den Mittelpunkt einer Seite verläut und senkrecht au der Ebene des Quadrats steht (2P) und c) durch zei diagonal gegenüberliegende Eckpunkte des Quadrats verläut und in dessen Ebene liegt.(2p)

5 Augabe 5: Ein Flugzeug liegt in einem horizontalen Kreis mit einer Geschindigkeit von 382 km/h. Die Traglächen des Flugzeugs sind um einen Winkel von 38,2 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)

6 Augabe 6: Betrachten Sie die Anordnung au der Skizze. Der Arbeiter beirkt in 2 m Abstand von der Wand eine Geichtskrat von 600 N, der Balken hat eine Geichtskrat von 200 N. a) Zeichnen Sie das Krätediagramm des reien Balkens (2P) b) Berechnen Sie die Lagerreaktion im Scharnier zischen Balken und Wand und die Seilkrat!(3P) c) Wie eit dar der Arbeiter nach außen lauen, enn das Seil eine Zugestigkeit von 550 N hat?(3p)

7 Augabe 7: Ein dünner Wasserilm der Dicke 40 µm liegt zischen zei Glasplatten und bildet einen kreisörmigen Fleck von 13 cm Radius. Berechne die zur Trennung der Glasplatten benötigte Normalkrat. (4P) (Hineis: Die Oberlächenspannung von Wasser ist 0,072 N/m) Glas Wasser Glas Ø 240 0,08