Physik-Lösungen zur 1. Klassenarbeit 1/3 - H. Klinkner
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Name:<br />
BBS Technik Idar-Oberstein<br />
Wiederholung <strong>zur</strong> 2. <strong>Klassenarbeit</strong> Lösung 1<br />
Datum:<br />
<strong>1.</strong><br />
a)<br />
b)<br />
In meinem Buch „<strong>Physik</strong>alische Früherziehung“ ist im 6. Kapitel die rechts<br />
dargestellte Skizze zu sehen. ;-)<br />
a) Welche Bewegungsformen werden dargestellt?<br />
b) Welches Ergebnis wird die kindliche Seele in Erstaunen versetzen?<br />
c) Welches übergeordnete Prinzip ist an diesem Versuch erkennbar?<br />
Die Münze A fällt im „Freien Fall“, also gleichmäßig mit 9,81 m/s 2<br />
beschleunigt nach unten; Münze B „durchlebt“ einen „Waagerechten<br />
Wurf“, also hat eine parabelförmige Flugbahn.<br />
Beide Münzen treffen gleichzeitig am Boden auf. (Münze A macht<br />
wegen ihrer Trägheit die waagerechte Bewegung des Lineals nicht mit.)<br />
c) Der Versuch demonstriert das Superpositionsprinzip (Überlagerungs- oder auch Unabhängigkeitsprinzip),<br />
da man den waagerechten Wurf der Münze B in eine waagerechte und in eine senkrechte<br />
Bewegung aufteilen kann und getrennt betrachten darf..<br />
2. Wie hoch muss die Ausströmgeschwindigkeit an den Wasserrohren der Kirner Feuerwehr mindestens sein, damit die max.<br />
Einsatzhöhe von 32 m erreicht werden kann. (Strömungsverluste, die hier schon recht groß sind, bitte ignorieren)<br />
geg.: h = 32 m<br />
ges.: v in m/s<br />
aus h = ½ ⋅ v ⋅ t ; und a=v/t = g folgt:<br />
h = ½ v 2 /g v = 2⋅g⋅h = 2⋅10 m/s 2 ⋅ 32 m<br />
v = 25,3 m/s<br />
3.<br />
Auf trockener Fahrbahn kommt ein Auto mit einer Geschwindigkeit von 140 kmh -1 nach 108 m zum<br />
Stehen.<br />
a) Welche Bremsverzögerung wird dabei erreicht?<br />
b) Mit welcher Geschwindigkeit darf das Auto fahren, wenn es bei Glatteis mit der dann möglichen<br />
Bremsverzögerung von nur 0,63 ms -2 auch nach 108 m zum Stehen kommt.<br />
geg.: v 1 = 140 km/h = 38,89 m/s<br />
s = 108 m<br />
a 2 = 0,63 m/s 2<br />
ges.: a 1 in m/s 2<br />
v 2 = in m /s<br />
a)<br />
Aus v = a · t und s = ½ · a · t 2 folgt<br />
a 1 = ½ · v 12 · s -1<br />
a 1 = ½ · (38,89m/s) 2 / 140 m = 7 m/s 2<br />
b)<br />
v 2 = (2 · 108 m · 0,63 ms -2 ) 0,5<br />
v 2 = 11,67 ms -1 = 42 km/h<br />
4. Fallschirmspringer erlernen die richtige Landung am sogenannten Sprungturm.<br />
Dabei wird der Übende aus einer gewissen Höhe über einem weichen Untergrund<br />
fallen gelassen.<br />
a) Aus welcher Höhe muss er ausklinken, damit er mit einer Geschwindigkeit<br />
von 10 m/s auf dem weichen Boden auftrifft?<br />
b) Wie lange dauert seine Fallzeit?<br />
= (10 m/s) 2 / (2 ⋅ 10 m/s 2 ) = 5 m<br />
= 10 m 2 / (10 m/s 2 ) = 1 s