1 1. Welche der folgenden Formulierungen entspricht dem ersten Newton schen Axiom (Trägheitsprinzip)? Ein Körper verharrt in Ruhe oder bewegt sich mit konstanter gleichförmiger Geschwindigkeit, wenn die auf ihn wirkenden Kräfte sich gegenseitig aufheben. Ein Körper der Masse m wird durch eine Kraft F beschleunigt. Wirkt auf einen Körper eine Kraft F, so wirkt immer eine vom Betrag her gleich große, aber entgegengesetzt gerichtete Trägheitskraft. Ein Körper verharrt immer in Ruhe, wenn die auf ihm wirkenden Kräfte sich gegenseitig aufheben. Ein Körper bewegt sich nur dann mit konstanter gleichförmiger Geschwindigkeit, wenn die auf ihn wirkenden Kräfte sich nicht gegenseitig aufheben. 2. Welche der folgenden Größen ist keine vektorielle Größe? Drehimpuls Drehmoment Trägheitsmoment Radialbeschleunigung Winkelgeschwindigkeit 3. Der Kraftvektor wird gemäß der Skizze in die beiden senkrecht zueinander stehenden Teilkräfte und zerlegt. Welche Beziehung gilt zwischen den Beträgen dieser Vektoren F x, F y und F? F y = F cosα F y = F tanα F x + F y = F F x = F sinα F 2 x + F 2 y = F 2 4. Die Avogadro-Konstante (N A = 6,022 10 23 mol -1 ) gibt die Anzahl der Teilchen in einem Mol einer Substanz an. Wie viel Teilchen sind etwa in einer Substanz der Stoffmenge von n = 50 µmol enthalten? 3 10 17 Teilchen 3 10 29 Teilchen 7,5 10 28 Teilchen 7,5 10 16 Teilchen 3 10 19 Teilchen 5. Ein Plattenkondensator wird an eine Gleichspannungsquelle mit der Urspannung U 0 angeschlossen und nach Ende des Aufladevorganges von der Spannungsquelle getrennt. Danach wird der Abstand der beiden Platten halbiert. Ein am Kondensator angebrachtes Voltmeter zeigt für diese neue Einstellung eine Spannung von 400 mv an. Welchen Wert hat die Urspannung U 0 der in diesem Experiment verwendeten Gleichspannungsquelle? 100 mv 200 mv 400 mv 800 mv 1,6 V
2 6. Welche der folgenden Anordnungen von vier gleich großen ohmschen Widerständen besitzt den kleinsten Gesamtwiderstand? 7. Welche Aussagen zur elektrolytischen Leitfähigkeit wässriger Lösungen treffen zu? (1) Die einzelnen Ionensorten unterscheiden sich in ihrer Ionenbeweglichkeit im elektrischen Feld. (2) Wird Kochsalz in destilliertem Wasser gelöst, dann erhöht sich die Leitfähigkeit dieser Lösung. (3) Die in einem elektrischen Feld auf einem Ladungsträger eines Elektrolyten wirkende elektrische Kraft wird durch die Reibungskraft kompensiert. 1 3: alle sind richtig nur 1 ist richtig nur 2 ist richtig nur 3 ist richtig nur 1 und 2 sind richtig 8. Etwa welche Kreisfrequenz ω hat die dargestellte Kippspannung? 12,6 10 4 s -1 6,3 10 4 s -1 3,14 10 4 s -1 12,6 s -1 6,3 s -1 U 100 200 300 t (µs) 9. In welcher Einheit wird die physikalische Größe Trägheitsmoment angegeben? N N m N / m kg m 2 kg / m 2
3 10. Etwa welchen Wert besitzt die relative magnetische Feldkonstante µ r für ein diamagnetisches Material? 10 3 10 6 geringfügig größer 1 1 geringfügig kleiner 1 0 11. Welche der folgenden physikalischen Größen sind Basisgrößen im Internationalen Einheitensystem? (1) Zeit (2) elektrische Spannung (3) Stoffmenge (4) Temperatur (5) Energie nur 1 und 4 sind richtig nur 2 und 5 sind richtig nur 1, 3 und 4 sind richtig nur 3, 4 und 5 sind richtig nur 1 und 2 sind richtig 12. Die Volumenstromstärke eines laminar durchströmten, zylinderförmigen Blutgefäßes verdoppelt sich durch Vergrößerung des Gefäßradius. Um welchen Faktor nimmt dabei die Querschnittsfläche des Gefäßes zu? um den Faktor 1,18 um den Faktor 1,4 um den Faktor 2 um den Faktor 4 um den Faktor 16 13. Ein an eine Federwaage angehängtes Massestück ruft eine Auslenkung hervor. Diese Auslenkung ist jedoch kleiner, wenn das Massestück dabei in ein Gefäß mit Wasser eintaucht (siehe Skizze). Welche Aussagen treffen zu? (1) die Masse des Massestückes ändert sich nicht (2) die Federkonstante der Federwaage ändert sich nicht (3) in beiden Fällen wirkt die gleiche Auftriebskraft auf das Massestück 1-3: alle sind richtig nur 1 ist richtig nur 3 ist richtig nur 2 und 3 sind richtig nur 1 und 2 sind richtig 14. Eine Kokosnuss schlägt nach 1,4 s auf dem Erdboden auf. Aus etwa welcher Höhe über dem Erdboden löste sich die Kokosnuss von der Palme? 1,4 m 10 m 14 m 20 m 40 m
4 15. Bei welchem der dargestellten Widerstände bzw. Kombinationen von Widerständen tritt keine Phasenverschiebung zwischen Spannung und Stromstärke auf, wenn eine sinusförmige Wechselspannung angelegt wird? 16. Bei welcher der folgenden Belastungen treten in einem homogenen stabförmigen Material sowohl gedehnte als auch gestauchte Abschnitte auf? bei allseitiger Kompression bei Scherung bei Verdrillung bei Biegung bei Zugbelastung 17. Ein ohmscher Widerstand R = 10 kω und ein Kondensator der Kapazität C = 1 µf werden parallel zueinander an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen. Welche Kreisfrequenz ω muss diese Wechselspannung aufweisen, damit der Betrag des kapazitiven Widerstandes gleich dem ohmschen Widerstand ist? 10-2 s -1 10-1 s -1 1 s -1 10 s -1 10 2 s -1 18. Welche der folgenden stoffspezifischen Eigenschaften einer Flüssigkeit bestimmt wesentlich das Fließverhalten dieser Flüssigkeit? Dichte spezifische Leitfähigkeit Viskosität Oberflächenspannung spezifische Widerstand 19. Unter welchen Bedingungen gilt die Aussage, dass 1 mol eines idealen Gases ein Volumen von 22,4 l einnehmen? nur bei einer Temperatur von 273,15 K und einem Druck von 101,3 kpa nur bei einer Temperatur von 25 C und einem Druck von 1 atm bei einer Temperatur von 37 C bei einem Druck von 1 kpa gilt immer
5 20. Luft wird ohne Änderung seiner Zusammensetzung in einem Druckgasbehälter gefüllt. Der Partialdruck von Sauerstoff beträgt nach Befüllung 50 kpa. Unter etwa welchem Druck steht die Luft in diesem Behälter? 10 kpa 20 kpa 50 kpa 100 kpa 250 kpa 21. Eine mit einer wässrigen Lösung gefüllte 5 ml Spritze wird in 20 s geleert. Der Stempel der Spritze hat eine Querschnittsfläche von 1 cm 2. Wie groß ist die Flussgeschwindigkeit in der Kanüle, die eine Querschnittsfläche von 1 mm 2 besitzt? 0,04 m/s 0,1 m/s 0,25 m/s 1 m/s 4 m/s 22. Welcher Strom fließt durch einen Tauchsieder der Leistung P = 1000 W und einem elektrischen Widerstand R = 40 Ω? 1 A 5 A 10 A 40 A 200 A 23. Die Halsschlagader eines Patienten ist an einer Stelle krankhaft verengt. Welche Konsequenzen hat diese Stenose auf die Strömungsparameter des Blutes im Vergleich zu einem unmittelbar davor liegenden normalen Gefäßabschnitt? (1) die Viskosität des Blutes erhöht sich deutlich am Ort der Verengung (2) der statische Druck des Blutes erhöht sich an der Stelle der Stenose (3) die dynamische Druckkomponente des Blutes ändert sich nicht am Ort der Stenose (4) die mittlere Strömungsgeschwindigkeit des Blutes nimmt am Ort der Stenose zu 1-4: alle Aussagen sind richtig nur 2,3 und 4 sind richtig nur 4 ist richtig nur 2 und 3 sind richtig nur 1 ist richtig 24. Es soll ein elektrischer Strom von 20 ma durch einen Muskel fließen, wobei der Widerstand zwischen den beiden Elektroden 600 Ω beträgt. Welche elektrische Spannung ist dafür notwendig? 1,2 V 12 V 120 V 30 V 30000 V
6 25. An einem Körper greifen zwei Kräfte F 1 = 50 N und F 2 = 50 N in den Punkten P 1 und P 2 an. Die beiden Angriffspunkte P 1 und P 2 haben den Abstand r = 50 cm voneinander, wobei der Drehpunkt genau in der Mitte liegt. Die Strecke l beträgt 20 cm. Welchen Wert hat das wirkende Drehmoment? 2.5 Nm 8.5 Nm 20 Nm 22.5 Nm 25 Nm 26. Welche Zugkraft hält eine Sehne etwa noch aus, ohne zu reißen, wenn sie eine Zugspannung von 100 N/mm 2 verträgt und eine Querschnittsfläche von 0.6 cm 2 hat? 17 N 6 N 166 N 600 N 6000 N 27. Spitzensportler laufen eine Strecke von 200 m in 20 s. Wie groß ist dabei die Durchschnittsgeschwindigkeit? 10 km/h 15 km/h 20 km/h 36 km/h 40 km/h 28. Die Leistungsfähigkeit eines Patienten wird mit Hilfe eines Fahrradergometers bestimmt, die verrichtetet Leistung berechnet sich als: Arbeit mal Zeit Kraft mal Weg Kraft mal Zeit Arbeit pro Zeit Masse geteilt durch Geschwindigkeit 29. Ein hypertoner systolischer Blutdruckwert von 200 mm Hg (Dichte beträgt 13.6 g/cm 3 ) entspricht etwa welchem Druck in Pascal? 27 Pa 27 kpa 270 kpa 2700 kpa 27 10 3 kpa 30. Auf welchen Wert ändert sich die Anziehungskraft F Q zweier entgegengesetzt geladener Kugeln, wenn ihr Abstand verdreifacht wird? F Q /9 F Q /3 F Q /2 3F Q 9F Q