1. Physikschulaufgabe

Transkript

1 Thema: Mechanik - Dichte, Masse, Volumen kg 1. Was bedeutet die Angabe Silber 10,5? dm stand plötzlich der Cuyahoga River (Cleveland, Amerika).in Flammen. Er war so stark mit Öl verschmutzt, dass er Feuer fing und brannte. Warum kann der Fluss brennen, wo doch Wasser nicht brennbar ist und es darüber hinaus zum Löschen von Feuer eingesetzt wird?. Warum gehört zu einer Dichteangabe auch die Temperatur? (Berücksichtige die Erwärmung und Abkühlung). 4. Es gibt Käsesorten, bei denen wäre es wenig sinnvoll, eine genaue Dichte anzugeben. Warum ist dies der Fall? 5. Ein 65 cm breites und 6,0 mm dickes Messingstück hat eine Masse von 9, kg. Wie lang (in cm) ist das Messingstück? 8,4 g / cm Mes sin g 6. Ein Auto wird mit 62 Litern Dieselkraftstoff betankt. Diesel 0,8 g / cm Um wie viel Kilogramm nimmt dadurch die Masse des Autos zu? 7.0 Das rechteckige Flachdach (Länge 20 m, Breite 16 m) einer Fabrikhalle ist auf seiner gesamten Fläche mit einer 25 cm hohen Schneeschicht bedeckt. Die Dichte des Schnees wird mit 0,2 g / cm angenommen. 7.1 Welche Masse hat die Schneeschicht? 7.2 Wie groß ist die Gewichtskraft, die auf einem Quadratmeter des Flachdaches wirkt? RP_A0185 **** Lösungen 2 Seiten (RP_L0185) 1 (1)

2 Thema: Mechanik - Dichte, Masse, Volumen, Reibung 1. Wandle in die angegebene Einheit um. (Beachte die gültigen Ziffern)! 4,6 m... cm,78 l... m 62, cm... ml 2.1 In drei gleich große Flaschen werden je 100 g Benzin ( 0,7 g / cm ), 100 g Salatöl ( 0,85 g / cm ) und 100 g Wasser abgefüllt. Skizziere und beschrifte die Flaschen mit den Flüssigkeiten. 2.2 In welcher Flasche steht die Flüssigkeit am höchsten? Begründe..1 Astronauten bestimmen auf dem Mond die Dichte eines Steinbrockens. Zu welchem Ergebnis kommen sie bei einer erneuten Dichtebestimmung desselben Steines auf der Erde? Gib eine genaue Begründung..2 Beschreibe einen Versuch zur Bestimmung der Dichte von Speiseöl. Nenne auch die benötigten Geräte und erkläre, wie du aus den Messwerten die Dichte ermittelst.. Welche Höhe hat ein quaderförmiger Goldbarren mit der Masse 500 g, wenn er 50,0 mm lang und 2,00 cm breit ist? Dichte von Gold: 19, g / cm.4 Ein zylinderförmiger Tank (Volumen 27 m³; Masse 250 kg) soll auf einen Transportwagen geladen und mit Benzin (Dichte 0,72 g / cm ) gefüllt werden. Darf der Tank vollständig gefüllt werden, wenn der Transportwagen mit einer Masse von höchstens 20 t beladen werden darf? 4.1 Ordne die verschiedenen Reibungsarten der Größe nach (beginne mit der größten Reibungskraft). 4.2 Um einen Wagen auf waagrechter Unterlage zu ziehen, braucht man eine Kraft von 76,0 N. Die Reibungszahl beträgt 0,14. Berechne die Gewichtskraft einer Person, die auf dem Wagen sitzt, wenn dieser eine Gewichtskraft von 250 N besitzt. RP_A0186 **** Lösungen Seiten (RP_L0186)

3 Thema: Mechanik 1.0 Dichte 1.1 Nenne drei gleichwertige Einheiten der Dichte. 1.2 kg Eine bestimmte Ölsorte hat die Dichte 0,8. dm Was bedeutet diese Angabe in Worten? 1. Der Laderaum eines Lastkraftwagens fasst 52 m. Kann er eine Ladung von 0,85 t g Styropor ( 0,015 cm ) befördern? (Rechnung!) 1.4 g Welches Volumen hat 1 kg Blei? ( 11,5 cm ) 2.0 Reibung 2.1 a) Bestimme mit Hilfe der Grafik die Gleitreibungszahl für das Stoffpaar Gummireifen auf nassem Asphalt. b) Zeichne den möglichen Verlauf eines Graphen in nebenstehendes Gitternetz ein, wenn sich das gleiche Fahrzeug nun auf trockener Straße bewegt. Begründe kurz. 2.2 Von welchen zwei Einflussgrößen hängt die Gleitreibungskraft ab? Stichpunkte. 2. Ein Schrank (80 kg) aus Holz soll auf einem Steinboden verschoben werden. Wie groß muss die Zugkraft sein, wenn der Schrank in Bewegung gekommen ist? 0, 2.4 Reibungskräfte können unerwünschte Energieverluste hervorrufen. Welche Möglichkeiten gibt es, sie zu verringern? Nenne zwei Beispiele..0 Kraftwandler und einfache Maschinen.1 Was versteht man in der Physik unter einem Hebel?.2 An einer waagrecht liegenden, gleicharmigen Hebelstange hängt 25 cm rechts von der Drehachse ein Körper mit der Gewichtskraft 0,028 kn. Wo muss ein Körper mit der Gewichtskraft 40 N hängen, damit der Hebel im Gleichgewicht ist?. Ein Mechaniker benutzt zum Anheben einer schweren Last (175 kg) einen Flaschenzug mit 4 tragenden Seilen. a) Welche Kraft muss er aufwenden? b) Zeichne den möglichen Aufbau eines Flaschenzugs mit 4 tragenden Seilen. RP_A0187 **** Lösungen 4 Seiten (RP_L0187)

4 Dichte, Volumen 1. Markus soll als Hausaufgabe seine Gewichtskraft und sein Volumen ermitteln. Leider war er im Unterricht unaufmerksam und fragt deshalb seinen Freund Paule. Was antwortet ihm Paule (der alles weiß)? Rechne ein Beispiel mit selbst gewählten Werten. Die durchschnittliche Dichte eines Menschen soll mit 1,04 g / cm angenommen werden. Kraftwandler 2.1 Ein Flaschenzug besteht aus zwei verschiedenen Rollenarten. Welche Arten sind das und welche Funktion haben sie? 2.2 Bei Ausgrabungen in Ägypten wird eine Steinplatte m = 220 kg mit einem einfachen Flaschenzug (6 tragende Seile) angehoben. Welche Zugkraft muss am Seilende aufgebracht werden? Skizziere diesen Flaschenzug.. Das Maul einer Zange übt auf einen Bolzen die Kraft F2 = 1,8 kn aus. Vom Bolzen im Zangenmaul bis zum Drehpunkt sind es l 2 = 22 mm. Wie lang ist der Kraftarm l 1, wenn der lange Zangenschenkel mit der Kraft F1 = 200 N betätigt wird? (Die Längen sind jeweils der senkrechte Abstand der Kraftpfeile zum Drehpunkt.) Arbeit / Energie / Leistung 4.0 Almhirt Seppi holt jede Woche einmal im Dorf seinen Proviant. Sein Rucksack wiegt dabei immer 25 kg. Das Dorf liegt auf einer Höhe von 16 m, seine Alm auf einer Höhe von 2427 m. 4.1 Seppi fühlt sich fit und bewältigt den 5 km langen beschwerlichen Aufstieg in einer Zeit von 2,5 Stunden. Berechne die dabei am Rucksack verrichtete Arbeit. Wie groß ist die physikalische Leistung (am Rucksack) von Seppi? 4.2 Eine Woche später nimmt Seppi den etwas längeren, jedoch nicht so steilen Wanderweg zu seiner Alm. Gib an, ob er dabei weniger, gleich viel oder mehr Arbeit verrichtet als eine Woche vorher. Begründe kurz. 4.. Almhirt Seppi beobachtet kritisch ein aufziehendes Gewitter. Wenn das Gewitter näher als,0 km zu seiner Alm kommt, dann muss er schnellstmöglich das Vieh in den Stall treiben. Zur Entfernungsbestimmung stoppt er die Zeit, die zwischen Blitz und zugehörigem Donner vergeht. Er misst hierfür eine Zeit von 8,0 s. Muss Seppi das Vieh in den Stall treiben? Berechne. (Wenn dir der Wert einer wichtigen physikalischen Größe für die Berechnung nicht einfällt, dann verwende einen eigenen Wert. Gib diesen jedoch dann gesondert an.) RP_A0188 **** Lösungen 4 Seiten (RP_L0188) 1 (2)

5 Reibung 5.0 Ein Schlittschuhläufer der Gewichtskraft 0,80 kn muss mit einer Kraft von 12 N gezogen werden damit er seine Geschwindigkeit unverändert beibehält. 5.1 Wie groß ist in diesem Fall die Reibungszahl am Schlittschuh? 5.2 Wie muss sich bei sonst gleichen Verhältnissen die Zugkraft ändern, wenn die Reibungszahl größer wird? 5. Was geschieht, wenn sich nur die Reibungszahl ändert? 6. Hangabtriebskraft Ein Skifahrer (Gewichtskraft FG = 0,55 kn) fährt einen schneebedeckten Hang mit der Neigung 25 hinunter. Ermittle anhand einer sauberen und beschrifteten Skizze die Hangabtriebskraft und die Kraft, die vom Skifahrer auf die Schneedecke ausgeübt wird. RP_A0188 **** Lösungen 4 Seiten (RP_L0188) 2 (2)