5. Aufgabenblatt (24.11.2006) - Homepage Angewandte Physik, Uni ...

Physik IÜbungsaufgaben, Blatt 534. Eine Leiter lehnt unter dem Winkel φ an einer glatten, senkrechten Wand (reibungsfrei,Wandhöhe b=10m, Abstand Wand/Leiter-Auflagepunkt am Boden a. a/b=tanφ). DieHaftreibungszahl am Boden ist µ o=0.4. Die Leiter sei 5 kg schwer. Wie groß darf der Winkel φhöchstens sein, damit die Leiter nicht anfängt zu rutschen, und flach liegt?35. Eine 10g schwere Kugel wird auf einen Holzklotz geschossen (m = 5 kg), in dem die Kugelstecken bleibt (vernachlässigen sie die Verformungsarbeit am Holz). Die Geschwindigkeit desHolzgklotzes-mit-Kugel ist direkt nach dem Stoß 0,600 m/s. Wie groß war die ursprünglicheGeschwindigkeit der Kugel?36. Ein 45,0kg schweres Mädchen steht auf einem Holzbrett mit der Masse von 150 kg. DasHolzbrett liegt auf einem gefrorenen See, der eine flache, reibungsfreie Oberfläche darstellt.Das Mädchen beginnt mit einer Geschwindigkeit von 1.5 m/s auf dem Holzbrett zu gehen.(a) Wie schnell bewegt sich das Mädchens relativ zur Eisoberfläche?(b) Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sich das Holzbrett auf der Eisoberfläche?37. Ein Neutron in einem Reaktor stößt zentral gegen den Kern eines Kohlenstoffatoms, derursprünglich in Ruhe war.(a) Welcher Bruchteil der kinetischen Energie des Neutrons wird auf das Kohlenstoffatomübertragen?(b) Berechnen sie die kinetische Energie von Neutron und Kohlenstoffatom nach dem Stoß, füreine Neutron welches eine kinetische Energie von 1,6 × 10 -13 J vor dem Stoß hatte. (DieMasse des Kohlenstoffatoms sei um den Faktor 12 größer als die vom Neutron).38. Ein 750g schweres Spielzeugflugzeug ist mit einem 30m langen Draht an einem Pfostenbefestigt. Die Maschine des Flugzeuges liefert einen Schub von 0,800 N senkrecht zu demBefestigungs-Draht.(a) Bestimmen Sie das Drehmoment, daß der Schub um das Zentrum des Kreises liefert.(b) Geben Sie die Winkelbeschleunigung des auf konstanter Höhe fliegenden Flugzeuges an.(c) Wie groß ist die Linearbeschleunigung (die Beschleunigung tangential zum Flugweg)?

39. Ein Zylinder mit dem Gewicht w und dem Radius Rsoll eine Stufe der Höhe h hochgezogen werden. Umden Zylinder ist ein Seil gewickelt, es wird horizontalan dem Zylinder gezogen (parallel zur Erdoberfläche).Welche Zwangskraft übt die momentane Drehachse(Auflagepunkt der Stufe) auf den Zylinder aus?40. Eine horizontale Scheibe rotiert reibungsfrei um ihre vertikale Achse. Die Scheibe hat eineMasse von 100 kg, und einen Radius von 2,0 m. Ein Student (Masse 60 kg) der am Rande derScheibe steht, geht langsam zu ihrem Zentrum. Zum Startzeitpunkt beträgt dieWinkelgeschwindigkeit der Scheibe 2 rad/s.(a) Berechnen Sie die Winkelgeschwindigkeit, wenn der Student noch 0,5 m vom Zentrum derScheibe entfernt ist.(b) Berechnen Sie die Rotationsenergie des Systems für diese beiden Situationen.QRFh