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Physik-Klausur 11.2

Dieses Thema im Forum "Off-Topic-Location" wurde erstellt von Lilii, 9 Juni 2008.

  1. Lilii
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    Hallo :smile:
    Ich schreibe morgen Physik nach und habe dafür eine Probe-Klausur erhalten. Da blicke ich aber komplett nicht durch und meine Stufenkollegen konnten mir auch nur bedingt helfen.
    Ich stelle das Ganze mal online, viellicht kann mir hier jemand ein wenig helfen? Ich muss eigtl. nur wissen, welche Formeln ich anwenden muss, den Rest sollte ich schaffen :schuechte
    In der Klausur habe ich ein Tafelwerk mit allen Formeln zur Verfügung, aber irgendwie weiß ich einfach nicht, welche von den vielen ich nehmen muss..

    Aufgabe 1:
    Eine Kugel m=10g liegt auf dem Rannd eines Tellers (2cm über dem Tellerboden).
    a) Welche Höchstgeschwindigkeit erreicht die Kugel, wenn sie reibungsfrei in den Teller rollt?
    b) Welche Geschwindigkeit erreicht eine Kugel mit m=50g?

    Aufgabe 2:
    Zwei Wagen gleicher Masse m1=m2=m stoßen mit gleichgerichteten Geschwindigkeiten v1=3 m/sec und 2m/sec=v2 zentral und elastisch zusammen.
    Welche Geschwindigkeiten haben die Wagen nach dem Stoß?


    Meine Lösung:
    u1=(m1-m2)v1+2m2*v2:m1+m2= 2 (m/sec ??)
    u2=(m2-m1)v2+2m1*v1:m1+m2= 3

    Das sind die Formeln für einen elastischen Stoß und ich denke, das müsste so stimmen.. ?

    Aufgabe 3:
    Beschreibe einen Versuch zur Erhaltung von Spann- und Bewegungsenergie.
    a) Versuchsskizze
    b) zu messende Größen
    c) erwartetes Versuchsergebnis


    Meine Lösung (bzw. die einer Bekannten):
    Ein Ball rollt immer zwischen zwei Mauern hin und her.
    Ähm, versteh ich nicht, wie man darauf kommt, weil der doch immer langsamer wird, also erhalten sich die Energien doch nicht? & was soll man da messen?

    Ein Geschoss der Masse m=1kg verlässt eine Kanone mit der Geschwindigkeit vo=500 m/sec. Ein 20km entfernstes Ziel soll getroffen werden.
    a) Berechne den Abschusswinkel alpha.
    b) Berechne die Scheitelhöhe H.
    c) Welche Geschwindigkeit vs hat das Geschoss im Scheitelpunkt?
    d) Vergleiche die Energie der Kugel beim Abschuss und im Scheitelpunkt.


    Lösung der Bekannten:
    Es ist ein Schräger Wurf. (Warum nicht waagrerecht oder senkrecht? Steht ja nicht direkt dabei)
    Da finde ich jetzt einige Formeln, aber ich weiß einfach nicht wie ich alpha berechnen soll. Wenn ich alpha habe, könnte ich, glaube ich, auch b) und c) mit den Formeln berechnen.
    Zu d) soll ich 2x die kinetische Energie berechnen und vergleichen. Wie mache ich das?

    Aufgabe 5:
    Ein Rennfahrer durchfährt mit seinem Wagen m=800kg eine Kurve r=20m mit v=144km/h.
    a) Wie groß ist die notwendige Zentralkraft?
    b) Welche Trägheitskraft wirkt auf den Kopf des Fahrers m=5kg?


    Lösung:
    F=m*v2:r=m*a
    800*144²:20=829440. Einheit? o.o

    Ich bin über jede Hilfe dankbar...
     
    #1
    Lilii, 9 Juni 2008
  2. Cheater!
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    Aufgabe 1:

    Energieerhaltung: Lageenergie wird zu Bewegungsenergie
    Lageenergie = Masse*Höhe*Ortsfaktor
    Bewegungsenergie = 1/2*Masse*Geschwindigkeit² + 1/2*Trägheitsmoment*Winkelgeschwindigkeit²



    Aufgabe 2:

    jap, das passt :smile:



    Aufgabe 3:

    |<>O<>|

    <> sollen jeweils eine Feder sein. Wenn der Ball jetzt ausgelenkt wird, wird er unter Vernachlässigung der Reibung immer hin- und hergehen. In den Umkehrpunkten hat er keine Bewegungsenergie aber maximale Spannenergie, in der Mittellage umgekehrt.



    Aufgabe 4:

    Senkrecht kann er nicht sein, weil man damit kein Ziel in 20km Entfernung treffen kann :smile:. Waagrecht kann er nur sein, wenn der Abwurfpunkt oberhalb vom Ziel liegt (z.B. von einem Berg in die Ebene). Dann bräuchte man aber Angaben über diesen Höhenunterschied und die fehlen.
    Lösen lässt sich das über die Formel: Wurfweite = v²/g * sin(2*alpha)



    Aufgabe 5:

    SI-Einheiten :smile:

    F=800kg* (144/3.6 m/s)² /(20m) = ...kg*m/s² = ...Newton



    PS: ich werde nie verstehen, wieso man bei einem Thema, das man nicht kann, erst am Abend vor der Klausur lernt :zwinker:
     
    #2
    Cheater!, 9 Juni 2008
  3. Lilii
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    Erstmal Danke für deine Antwort :smile:
    Werde das Ganze gleich mal durchrechnen.

    Zu deinem PS: Ich habe im Moment keinen Unterricht, da ich in einem Austauschprogramm bin. Ich habe erstmal alle aus dem Programm gefragt, ob die das können. Das, was bei rumgekommen ist, steht hier ja. PL war nur meine allerletzte Notlösung...


    Soooo...
    Aufgabe 1:
    Die Lageenergie habe ich berechnet, vom Ortsfaktor habe ich noch nie gehört & ich wüsste auch nicht, was ich da einsetzen sollte. Mein Ergebnis ist 20, Einheit für Energie vermutlich Newton?
    So, Bewegungsenergie.. Trägheitsmoment? Nie gehört. Laut Formelsammlung kg*m². Mh ^^. & Winkelgeschwindigkeit? Wie finde ich das denn heraus? -ratlos- Brauche ich das denn?
    Wie ich das jetzt verstanden habe, setze ich dann die Bewegungsenergie = 20 & berechne v² bzw. v. Ok.

    Aufgabe 3:
    Also messe ich Bewegungs- & Spannenergie?

    Aufgabe 4:
    Genau diese Formel habe ich auch. Das ist ja das Problem. Ich weiß ja wie ich einen Sinus berechne, aber nicht, wenn grade meine Unbekannte da bei Sinus steht. Muss ich dann Sin hoch -1 oder sowas rechnen, um auf alpha zu kommen? Genau das verstehe ich nicht.

    Aufgabe 5:
    Habe ich mir gedacht, dass die Einheiten nicht stimmen. Mein Ergebnis ist 64000N.
     
    #3
    Lilii, 9 Juni 2008
  4. Event Horizon
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    vergeben und glücklich
    Hallo!

    Die 1) wurde dir nicht korrekt angegeben. Du benötigst nur die potenzielle Energie E=mgh (h ist die Höhe!) und die kinetische E=1/2mv² .
    Die Geschichte ist reibungsfrei, deshalb gleitet die Kugel, zum Rollen muß ein Mindestmaß an Reibung vorhanden sein (Ob sich deine Reifendrehen oder nicht, ist auf absolut spiegelglatter Straße völlig egal!)

    2) Die Energie kann man nicht direkt messen, das kann man fast nie. Aber welche Größen kannst du messen, die jeweils direkt in der Energieformel stehen?

    4)
    Die Umkehrfunktion von SIN ist ARCSIN. Das wird oft als SIN^-1 geschrieben, davon rate ich dir aber ab. Hinterher vertauschst du das mit 1/SIN . Auf dem Taschenrechner hast du ne Taste, mit der du die Funktionen, die oberhalb der Tasten stehen, benutzen kannst. Sowas wie SHIFT oder 2nd. Dann kannst du die Lösung mittels [SHIFT] [SIN] berechnen.

    4d)
    Du solltest bis hier hin ohne Energieerhaltung rechnen, sondern nur mit den einfachen Formeln für (un)beschleunigte Bewegungen, die führen auf deine Lösungsformel. Anschließend sollst du überprüfen, ob die Energieerhaltung erfüllt ist. Dafür benötigst du die Energie beim Abschuß und die Energie am höchsten Punkt- bei letzterem besteht sie natürlich aus zwei Teilen (welchen?)
     
    #4
    Event Horizon, 9 Juni 2008
  5. User 44981
    User 44981 (29)
    Planet-Liebe Berühmtheit
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    2.105
    Single
    Hier mal ganz kurz ein paar Stichworte, mit denen die Aufgaben lösbar sein sollten:

    1) Energieerhaltung: potentelle Energie vorher = kinetische Energie nachher

    2) Entweder bekannte Formeln für Stöße verwenden (dein Ergebnis scheint mir plausibel zu sein)

    3) ein passender Versuch wäre ein Federpendel (entweder ein Massenstück, das an einer Feder hängt oder ein Massenstück, das zwischen zwei Federn eingespannt ist und sich nur auf einer Achse bewegen kann).
    Messgrößen sind dann Auslenkung und Geschwindigkeit oder Auslenkung und Periodendauer.
    Zu erwarten: Harmonische Schwingung (Hookesches Gesetz)
    in der Realität mit Dämpfung durch Reibung, idealisiert reibungsfrei, dann hast du Energieerhaltung.

    4) Stichwort: schräger Wurf, Wurfparabel. Waagerechter und senkrechter Wurf sind eigentlich nur die beiden Grenzfälle eines schrägen Wurfes.
    Die Wurfparabel ist ja die Funktion r(t) (wenn r der Ortsvektor ist). Einmal ableiten bringt die Geschwindigkteit v (auch vektoriell).
    Die kinetische Energie ist E = 1/2 * m * v².
    Da die Geschwindigkeiten am Abschuss (t=0) und am Scheitelpunkt einsetzen.

    5) dein Lösungsweg past prinzipiell...
    Einheit der Kraft ist Newton: 1N = 1 kg*m/s²
    d.h. du musst die Geschwindigkeit vorher noch von km/h in m/s umrechnen (Faktor 3,6), um als Einheit N zu erhalten.
    Die Trägheitskraft berechnet sich genau gleich wie die Zentralkraft... nur halt mit der entsprechenden Masse und zeigt gerade in die entgegengesetzte Richtung.

    Den Rest musst du aber selbst machen! - Sonst lernst du ja überhaupt nichts dabei :grin:
     
    #5
    User 44981, 9 Juni 2008
  6. Lilii
    Verbringt hier viel Zeit Themenstarter
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    Verliebt
    Vielen Dank für eure Hilfe :smile:
    Ich komme grade von der Klausur wieder und habe ein echt gutes Gefühl :eek: ^^
    Ich melde mich dann nochmal mit den Ergebnissen.

    Edit:
    Habe eine 3, ist in Ordnung. Nochmal danke :smile:
     
    #6
    Lilii, 10 Juni 2008

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