Physik Sexl 6 RG, Schulbuch

Lösungen zu den „Untersuche“-Aufgaben 9.3 a) Stoßdauer ca. 20m s. b) Maximale Kraft ca. 100 N . c) Die Fläche unter der blauen Kurve ergibt den Kraftstoß. Näherungsweise ist sie ein Dreieck mit der Fläche 1 N · s . Der Ball trifft die Platte mit 7m/s und springt mit einer gerin- geren Geschwindigkeit zurück. Die Impulsän- derung ist daher kleiner als 2 m · v ​≈​ 0 , 84 N · s < 1 N · s . Die Messung ist ungenau. 12.1 a) Anfangs bewegt sich nur der Schläger ( v Schläger ) . Elastischer Stoß mit v Ball = 45m/s als Endgeschwindigkeit. v Schläger = ( m 1 + m 2 ) / ( 2 m 1 ) v Ball = 420 / 720 ; v Ball = 26 , 25m/s = 94 , 5 km/h . b) Die Hand führt eine Kreisbewegung mit dem halben Radius der Schlägerbewegung durch, daher v Hand = 13 , 1m/s . c) Der Schläger überträgt innerhalb 2m s auf den Ball den Impuls m 2 · v Ball = F Schläger · ∆ t , daher: F Schläger = 1350 N . 32.1 Berechne die Länge eines Pendels für T = 1 s . Fertige ein entsprechendes Pendel an und benutze es als Zeitmesser. 32.2 Nimm ein Fadenpendel und miss T und l . Berechne daraus g . 32.3 Bei halber Beinlänge (Pendellänge) nimmt die Schwingungsdauer um den Faktor 1/ 9 __ 2 ab und damit auch die Dauer eines Schritts, die Schrittfrequenz nimmt zu. Da die Schrittweite proportional zur Beinlänge ist, sinkt die „ge- mütliche“ Gehgeschwindigkeit ebenfalls um den Faktor 1/ 9 __ 2 ​≈​ 0 , 7 . 32.4 Die entsprechende Gleichung ergibt sich aus Abb. 32.1 . und aus der Näherung, dass bei kleinen Auslenkungen die rücktreibende Kraft zur Auslenkung proportional ist. 42.1 Transversale Wellen entstehen in einem Medium, dessen Form sich elastisch verändern kann. Auf Grund der Oberflächenspannung ist dies an der Oberfläche von Flüssigkeiten gege- ben. Im Inneren von Flüssigkeiten und Gasen gibt es ausschließlich Druckwellen. 45.1 Erhöht man die Frequenz der Erreger, so verringert sich die Wellenlänge. Das Interfe- renzbild bleibt erhalten. Ändert man den Ab- stand der Erreger, so ändert sich auch der Ab- stand der Interferenzstreifen und deren Anzahl. Verkleinert man den Abstand, so erhöht sich die Anzahl der Interferenzstreifen 52.2 Schall ist durch Mauern etc. hörbar. In Westernfilmen gibt es Szenen, in denen India- ner ihr Ohr auf die Gleise legen, um nach einem nahenden Zug zu lauschen. 52.3 Die unterschiedliche Schallgeschwindig- keit ist durch die Dichte des Mediums und dessen Kompressibilität begründet. Feste Stof- fe haben eine höhere Dichte und sind weniger kompressibel, d.h. die Moleküle/Atome können ihre Schwingungen mit geringerer Verzögerung weitergeben. Dies bedeutet eine höhere Schall- geschwindigkeit. 56.2 c = 340m/s , c = s / t , t = 0 , 2 s . Weg des Schalls bei Echo: s = 340 · 0 , 2m = 68m , d.h. die Wand muss min- destens 34m entfernt sein. 58.1 Die Grundfrequenz einer Saite wird durch deren Länge und Spannung bestimmt. 63.2 Tiefe Frequenzen werden weniger absor- biert als hohe Frequenzen. 100.1 Der menschliche Körper ist durch den ho- hen Flüssigkeitsgehalt ein guter elektrischer Leiter, in dessen Innerem kein elektrostatisches Feld bestehen kann. Die gesamte Körperober- fläche ist bei Kontakt mit der Erde gegenüber der Erde spannungsfrei Eine vollständige Liste der Lösungen zu den Untersuche-Aufgaben ist unter http://physikplus.oebv.at zu finden. 122 Nur zu Prüfzwecke – Eigentum des Verlags öbv