Kapitel 5 Weitere Anwendungen der Newton schen Axiome

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Benjamin Straub
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1 Kapitel 5 Weitere Anwendungen der Newton schen Axiome 5.1 Reibung 5.2 Widerstandskräfte 5.3 Krummlinige Bewegung 5.4 Numerische Integration: Das Euler-Verfahren 5.5 Trägheits- oder Scheinkräfte 5.6 Der Massenmittelpunkt 2010 Spektrum Akademischer Verlag

2 Kapitel 5: Anwendungen der Newton'schen Axiome Abschnitt 5.1: Reibung

3 Vier identische Blöcke (1 bis 4) bewegen sich auf einer schrägen Oberfläche, jeweils mit dem Gleitreibungskoeffizienten R,g zur Oberfläche. Die Geschwindigkeiten der Blöcke sind in der Abbildung angegeben. Bei welchem Block ist die Reibungskraft zwischen ihm und der Oberfläche am größten? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. Die Reibungskraft ist bei allen Blöcken die gleiche.

4 Vier identische Blöcke (1 bis 4) bewegen sich auf einer schrägen Oberfläche, jeweils mit dem Gleitreibungskoeffizienten R,g zur Oberfläche. Die Geschwindigkeiten der Blöcke sind in der Abbildung angegeben. Bei welchem Block ist die Reibungskraft zwischen ihm und der Oberfläche am größten? A. 1 B. 2 C. 3 D. 4 E. Die Reibungskraft ist bei allen Blöcken die gleiche.

5 Ein Block mit der Masse m ruht, wie in der Abbildung gezeigt, auf einer geneigten Oberfläche, die mit der Horizontalen einen Winkel von 30 bildet. Welche der folgenden Angaben über die Haftreibungskraft F R,h ist richtig? A. F R,h > m g B. F R,h > m g cos 30º C. F R,h = m g cos 30º D. F R,h = m g sin 30º E. Keine dieser Angaben ist richtig.

6 Ein Block mit der Masse m ruht, wie in der Abbildung gezeigt, auf einer geneigten Oberfläche, die mit der Horizontalen einen Winkel von 30 bildet. Welche der folgenden Angaben über die Haftreibungskraft F R,h ist richtig? A. F R,h > m g B. F R,h > m g cos 30º C. F R,h = m g cos 30º D. F R,h = m g sin 30º E. Keine dieser Angaben ist richtig.

7 Zwei Körper gleiten mit der gleichen Geschwindigkeit über eine Oberfläche aus Holz. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen dem ersten Körper und der Oberfläche ist doppelt so groß wie der zwischen dem zweiten Körper und der Oberfläche. Der erste Körper kommt nach der Strecke d zum Stillstand. Dann ist die vom zweiten Körper zurückgelegte Strecke A. nicht zu ermitteln, weil die Massen nicht bekannt sind. B. gleich 2 d. C. gleich d/2. D. gleich d. E. gleich 4 d.

8 Zwei Körper gleiten mit der gleichen Geschwindigkeit über eine Oberfläche aus Holz. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen dem ersten Körper und der Oberfläche ist doppelt so groß wie der zwischen dem zweiten Körper und der Oberfläche. Der erste Körper kommt nach der Strecke d zum Stillstand. Dann ist die vom zweiten Körper zurückgelegte Strecke A. nicht zu ermitteln, weil die Massen nicht bekannt sind. B. gleich 2 d. C. gleich d/2. D. gleich d. E. gleich 4 d.

9 Ein Arbeiter zieht horizontal an einem Seil, das an einer Kiste mit der Masse 10 kg befestigt ist. Die Kiste steht auf einem rauen Fußboden. Die Koeffizienten der Haftreibung und der Gleitreibung betragen 0,5 bzw. 0,3. Der Arbeiter zieht mit einer Kraft von 40 N. Dann ist die von der Oberfläche ausgeübte Reibungskraft A. 30 N. B. 50 N. C. 10 N. D. 100 N. E. 40 N.

10 Ein Arbeiter zieht horizontal an einem Seil, das an einer Kiste mit der Masse 10 kg befestigt ist. Die Kiste steht auf einem rauen Fußboden. Die Koeffizienten der Haftreibung und der Gleitreibung betragen 0,5 bzw. 0,3. Der Arbeiter zieht mit einer Kraft von 40 N. Dann ist die von der Oberfläche ausgeübte Reibungskraft A. 30 N. B. 50 N. C. 10 N. D. 100 N. E. 40 N.

11 Ein LKW und ein PKW fahren mit gleicher Geschwindigkeit auf der gleichen Fahrbahn. Die Haftreibungskoeffizienten zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche sind gleich. Welches Fahrzeug hat den kürzesten Bremsweg? (Nehmen Sie dabei an, dass beim Abbremsen jedes der Fahrzeuge die maximale Haftreibungskraft wirkt.) A. B. C. D. E. Der PKW Der LKW Beide Bremswege sind gleich lang. Das ist nicht zu entscheiden, weil die Gleitreibungskoeffizienten nicht bekannt sind. Das ist nicht zu entscheiden, weil die Massen nicht bekannt sind.

12 Ein LKW und ein PKW fahren mit gleicher Geschwindigkeit auf der gleichen Fahrbahn. Die Haftreibungskoeffizienten zwischen den Reifen und der Straßenoberfläche sind gleich. Welches Fahrzeug hat den kürzesten Bremsweg? (Nehmen Sie dabei an, dass beim Abbremsen jedes der Fahrzeuge die maximale Haftreibungskraft wirkt.) A. B. C. D. E. Der PKW Der LKW Beide Bremswege sind gleich lang. Das ist nicht zu entscheiden, weil die Gleitreibungskoeffizienten nicht bekannt sind. Das ist nicht zu entscheiden, weil die Massen nicht bekannt sind.

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