Fachhochschule Aalen Studiengang Wirtschaftsingenieurwesen Physik II Dr. Haan SS Klausur am 11. Juli Folgendes bitte deutlich schreiben:

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1 Facoccule Aalen Studiengang Witcaftingenieuween Pyik II D. Haan SS 005 Klauu a. uli 005 Folgende bitte deutlic ceiben Nae Vonae Gebuttag Matikelnue Sie aben fü die Klauu 90 Minuten Zeit. Löungen zälen nu dann, wenn de ictige Löungweg duc die Angabe de entpecenden Foeln eictlic it. Zugelaene Hilfittel Heing Pyik fü Ingenieue, Kucling acenbuc de Pyik, Sciptitcift de Voleung (gebunden, keine Loe-Blatt-Salung ), Übungaufgaben au de Voleung (gebunden) und acenecne. Viel Efolg, I Hubetu Haan

2 Aufgabe ( Punkte) ea Bewegungen auf Keibanen u den Edittelpunkt a) Dikutieen Sie die Ulaufbanen de Intenationalen Rautation ISS (Ulaufdaue ca. 90 Minuten), zu de da Space-Suttle fliegt und de geotationäen Satelliten (z.b. Feneatelliten ASRA, EUELSA und de Wetteatellit MEEOSA) i Vegleic zu Edadiu (670 k) und zu Abtand Ede Mond ( k). Die Ulaufbanen ollen beecnet weden! Stellen Sie die Egebnie in Fo eine aßtabgeecten Skizze ode aufclueicen abelle da. b) Beecnen Sie die Bangecwindigkeit in Aalen (Beitengad 48.8), auf de Äquato, auf de Ban de ISS, auf de Ban de geotationäen Satelliten und de Monde (alle bezogen auf die Deung u den Edittelpunkt). Edae 4 6.0*0 Gaitationkontante γ G 6.67 *0 *

3 F G F Z γ G γ G E 4π E Sat Sat Sat π ( ) Sat 4 (90 * 60) * 6.67 *0 * 6 *0 * ISS 4π alo 6650 k 670 k 80 k übe de Edobefläce 6650 k (4 * 60 * 60) * 6.67 *0 * 6 *0 * Geotationä 4π alo 48k 670 k 5858 k übe de Edobefläce 4 48 k * π * Aalen ISS Geotat Geotat π * 670k *in * 60 * 60 π * 670k 46 4 * 60 * 60 π * 6650k * 60 π k * 48k 4 * 60 * 60 π k * k 8* 4 * 60 * 60 Äquato

4 Aufgabe (0 Punkte) Betacten Sie einen Eibeg. a) Eibege cwien i Wae. Welce Anteil de Eibeg agt au de Wae? b) Wie iel Enegie benötigen Sie, u einen Wüfel on * * au Ei (unte noale Duck) zu ewäen und on eine epeatu on 0 C anfangend zu celzen auf 00 C zu ewäen und zu edapfen. Geben Sie die einzelnen Wäeengen an (ipp egeen Sie nict die Wäeenge, die fü die zwei Paenübegänge notwendig ind!). c) Wie iel Luftoleküle ealten Sie? d) Wie iel Luft (in Liten ode Kubiketen) ealten Sie (bei 0 C) bei noale Luftduck on 0.5 ba? e) Beceiben Sie it Woten welce Bedingungen ecen üten, u da Ei zu ubliieen. Recnen Sie it c c Scelzwäe und Vedapfungwäe on H d 0.97 d.*0 K 4.9 *0 O betet au K und Die Nukleonenae betägt Boltzann Kon tan te.8*0 H 6 8 O.67 *0 K 7 H O iee Scipt

5 Löung a) b) c). 8,86% 0,0886 ) ( ). ( eau de Wae au agen alo alo A A A G Auftieb Gewict gelten u Fall Scwi Fü Wae übe Höe plu Wae unte Höe Höe de A und Fläce de Quade ein ei Ei Da u o u u o o u + + g g Q Wae de Vedapfungwäe K K c Q Wae de Ewäen g g Q Eie de Scelzwäe K K c Q Eie Ewäen de d d V Eiblock de Mae *0 *97 * *0 *00 *.*0 97 ) ( 07. *0 *97 * *0 *0 * 4.9 *0 97 ) ( 97 * * *0 * *0 6) *.67 *0 ( * + N Waedapf in Moleküle de Anzal Molekül Waedapf eine Mae

6 d) V Nk p 8.05*0 *.8*0 *8K K 5.05 *0 Pa *0 6 Lite e) Subliieen it de diekte Paenübegang on Fet nac Flüig one übe die gaföige Pae zu geen. Die Bedingungen fü dieen Übegang kann an au de Paendiaga (p übe ) entneen und zwa de Übegang kann geceen bei niedigen Dücken untealb on 6 Pa fü Wae.

7 Aufgabe ( Punkte) Duc Anlegen de eitlic geteckten Ae an den Köpe eöt eine Eikuntläufein bei de Piouette ie Winkelgecwindigkeit. Die anfänglice Defequenz betage f0.5 Hz. y a) Wie goß it die Defequenz f bei angezogenen Aen? x b) Wi goß it die Rotationenegie in beiden Paen de Piouette und ekläen Sie die aufgetetene Diffeenz. c) Welce Abeit at die Eikuntläufein aufgebact bei Anzieen de Ae? d) Wenn ie da Anzieen de Ae in ollziet, welce Leitung ollbingt ie? Zu Beecnung eetzen Sie die Eikuntläufein duc folgende Modell Kopf, Rupf und Beine bilden einen zylindicen Rotationköpe it 0.5 Radiu und 60 Mae. Die geteckten Ae weden duc Maenpunkte on jeweil in 0.5 Abtand zu Rotationace eetzt. I Velauf de Piouette weden diee Maenpunkte bi auf 0.5 an die Ace eangefüt. Die Reibung ei enacläigba. e) Die Eiläufein det ic bei de Piouette entgegen de Uzeigeinn. Woin zeigt de Vekto de Deipule L? Woin zeigt de Vekto de Deoente M o, wäend und nac de Anzieen de Ae? f) Zuatzpunkte gibt e fü die Ekläung in Woten (öglict pyikalic audücken!), wau die Eiläufein it de Sclittcu auf de Ei o eibungfei gleiten kann.

8 Löung a) Deipulealtung gilt, da kein Deoent aufgebact wid bei Anzieen de Ae (notwendige Kaft F zu Anzieen de Ae it paallel zu und dae M x F 0). L oe oe oe L nace nace nace oe Köpe Köpe * 60 * (0.5) + * A A / oe + * * (0.5) nace Köpe Köpe * 60 * (0.5) + * A A / nace + * * (0.5) f nace nace oe nace oe.4 Hz π.75 * π * 0.5Hz b) E E ot Voe ot Nace Voe Nace Voe Nace *.75 * 0.8 * ( * π * 0.5Hz) * ( * π *.4Hz) Die Eöung de Rotationenegie kot duc die Abeit, die die Eiläufein bei Anzieen de Ae aufbingt. Aufgebacte Abeit bedeutet e (Rotation-)Enegie. c) Abeit W d) Leitung PW/t8 /8 W e) nac oben f) Duc die Anoalie de Wae i Paendiaga P übe V, wo de At de Übegange on Fet nac Flüig eine negatie Steigung at. In diee Beeic wid (bei kontante epeatu) Ei flüig, wenn de Duck eöt wid. De Duck auf da Ei wid duc die

9 Sclittcue (und die Peon, die daauf tet) eöt, daduc eflüigt ic da Ei unte de Sclittcu und die Eiläufein gleitet auf eine Waefil übe da Ei.