Physik-Lösungen zur 1. Klassenarbeit 1/3 - H. Klinkner

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