Probeklausur 1 - Einführung in die Physik - WS 2014/ C. Strassert

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Jens Messner
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1 Probeklausur - Einführung in die Physik - WS 04/05 - C. Strassert Erdbeschleunigung g= 9.8 m/s ; sin0 = cos 60 = 0.5; sin 60 = cos 0 = 0.866;. 4 ) Ein Turmspringer lässt sich von einem 5 m hohen Sprungturm ins Wasser fallen. Wie groß ist die Geschwindigkeit ungefähr, mit der er ins Wasser eintaucht? A) m/s B) 50 m/s C) 5m/s D) 9.9 m/s E) 5 m/s Lösung durch den Energiesatz mgh mv v gh m 9.85 s 9.9m/s ) Ein Schlitten wird durch die Kraft F = 50N (siehe Skizze) mit konstanter Geschwindigkeit von m/s über eine horizontale Ebene gezogen. Welche Leistung wird dabei erbracht? A) 50W B) 5 W C) 50 Nm D) 00 J E) 4 W Die Leistung ist 50N cos0m Kraft Weg / Zeit s 4W

2 ) Wie groß muss im untenstehenden Beispiel die Masse M gewählt werden, damit Gleichgewicht herrscht? Die Drehmomente müssen auf beiden Seiten gleich sein: A).kg B).kg C). kg D) 0.9 kg E) 0.6 kg Mg 0.m kg 0.m 0.kg 0.m g M 0.6kg

3 4) Ein Körper hat in Luft ein Gewicht von G L = 4.5N. Taucht man ihn in Wasser der Dichte W g/ ein, so erfährt er einen Auftrieb von FA = 0. 6N. Wie groß ist die Dichte des Körpers? 7.5 g A) 6.5 g B) 5.5 g C) 4.5 g D).5 g E) F A W V K 0.6N g 0.6 N V K. Für die Dichte des Körpers gilt: g K VK 4.5 N g W K 4.5 g 0.6 g 7.5 5) Ein Bob durchfährt ein kreisförmiges Kurvenstück (Radius r = 5 m) mit einer Geschwindigkeit v = 60 km/h. Welche Zentripetalbeschleunigung wirkt auf die Bobfahrer etwa? A) 4 g B) 0.8 g C).9 g D).6 g E).5 g Zentripetalbeschelunigung v (60 0 ) m m b 8,5. 9g r 5m (60 60) s s

4 6) Wagen der Masse m = 800 kg fährt mit einer Geschwindigkeit v = 0 km/h auf Wagen auf, der eine Masse m = 500 kg und eine Geschwindigkeit v = 80km/h hat. Dieser Vorgang kann angenähert als vollkommen unelastischer Stoß der beiden Massen m und m betrachtet werden. Wie groß ist ungefähr die beiden Autos gemeinsame Geschwindigkeit v 0 nach dem Zusammenstoß? A) ) 94 km/h B) ) 80 km/h C) 00 km/h D) 85 km/h E) 05 km/h Wegen der Impulserhaltung gilt: m v m v m m m v m v v0 v0 m m km 9.9 h 7) Ein mathematisches Pendel (Pendellänge l = 50, Masse m = 00g) schwingt durch die Ruhelage ( h=0 ) mit einer Geschwindigkeit v 0 =.5 m/s. Wie groß ist die Höhenauslenkung h am Umkehrpunkt? Tipp: verwenden Sie den Energieerhaltungssatz um die Aufgabe zu lösen. A),5 B).5 C) D) 6.5 E) 9 mv mgh h v g.5 4

5 8) Ein Laserstrahl (praktisch paralleles Licht) von mm Durchmesser soll auf 0 mm aufgeweitet werden. Es ist eine Zerstreuungslinse mit -0 mm Brennweite vorhanden. Es ist eine weitere Linse erforderlich. Wie groß muss ihre Brennweite f sein und welchen Abstand a müssen beide Linsen haben? A B C D E f 50 mm 50 mm +450mm 00 mm 450 mm a 80 mm 0 mm 40 mm 70 mm 480 mm Die richtige Antwort ist C 5

6 9) Ein Tauchsieder mit Leistung P 000W bei einer Netzspannung von 0 V werde mit 0 V betrieben. Welche Leistung nimmt er dann etwa auf? A) 9 W B) 480 W C) 00 W D) 000 W E) 0 W P U I U R P 0V P 0V P 0V 9W 6

7 0) Ein schmales Parallellichtbündel fällt aus Luft unter einem Einfallswinkel von = 0 auf eine planparallele Glasplatte (Brechzahl der Platte,5). Welchen ungefähren Winkel zum Lot auf die Platte hat das Parallellichtbündel in der Platte und unter welchem Winkel zum Lot tritt es wieder aus der Platte aus? A B C D E C ist richtig. Der strahl wird beim einfall in das höher brechende Glas zum Lot hin gebrochen, so dass der winkel kleiner ist und der aus dem Glas austretende Strahl wird wieder in die gleiche Richtung wie die Einfallsrichtung gebrochen. ) Ein Silberdraht der Länge von m habe einen elektrischen Widerstand von 0.5. Der Draht werde auf die 5- fache Länge ausgezogen. Wie groß ist der Widerstand des gezogenen Drahtes? Man nehme an, dass beim Ziehen das Volumen des Drahtes erhalten bleibt und dass der spezifische Widerstand des Silbers sich nicht ändert. A) 0.5 B).5 C).5 D) 0. E) 0.5 L Für den Widerstand R des Drahtes gilt R ~, wobei L die Länge und A die Querschnittsfläche ist. A Bei konstantem Volumen verringert sich die Fläche um einen Faktor 5, wenn der Draht um einen Faktor 5 gedehnt wird. Also steigt der widerstand um einen Faktor 5 7

8 ) Eine WHEATSTONE sche Brückenschaltung, die im unteren Zweig einen homogenen Leiter der Länge 58 besitzt, sei abgeglichen, so dass kein Strom I über die Brücke fließt. Der verschiebbare Abgriff auf dem Schiebewiderstand sei 8 vom linken Ende entfernt. Der Widerstandswert R = 00 sei bekannt. Wie groß ist R x? R x R 8 50 U I A) 8 B) 58 C) 84 D) 50 E) 6 R R x 8 Rx 0, ) Ein Permanentmagnet wird axial mit konstanter Geschwindigkeit und vollständig in eine zylindrische Spule hineingeschoben. Welche Aussagen sind wahr? () Die in die Spule induzierte Spannung hängt von der Geschwindigkeit des Magneten ab. () Die in die Spule induzierte Spannung hängt von der Anzahl der Spulenwindungen ab. () Legt man an die Spule eine Spannung gleicher Polarität wie die zuvor induzierte an, dann wird der Magnet weiter in die Spule hineingezogen. Richtig ist/sind nur A) () B) () C) () D) () und () E) (),() und () D ist richtig. Das induzierte Spannung bewirkt einen Strom und damit ein Magnetfeld, das das Eindringen des Magneten in die Spule behindert 4) Die Ladungen +Q0, +Q und -Q befinden sich wie gezeichnet auf den Spitzen eines gleichseitigen Dreiecks. Welche Richtung hat die auf die Ladung +Q0 wirkende resultierende Coulomb sche Kraft? A) nach oben B) Nach unten C) Nach links D) nach rechts E) Kraft ist Null Die Kraft wirkt nach rechts. 8

9 5) Ein Kondensator der Kapazität C = 50 µf wird durch eine Gleichspannung U = 4V aufgeladen. Dann wird er von der Spannungsquelle getrennt und zu einem zweiten Kondensator, der zunächst ungeladen ist und die Kapazität C = 50 µf hat, parallel geschaltet. Wie groß ist die nach der Parallelschaltung an den Kondensatoren anliegende Spannung? Die Gesamtladung auf dem Kondensator bleibt konstant und die Kapazitäten der Kondensatoren A) 4 V B) 6V C).5 V D) V E) 48 V addieren sich bei der Parallelschaltung. Also ergibt sich die Spannung U Q C C U C C V 6V 9

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