1 Definiere die Begriffe Geschwindigkeit und Beschleunigung. 2 Ein Auto beschleunigt gleichmäßig in 1 Sekunde von 0 auf 36 km/h. Ermittle die Distanz, die es in dieser Zeit zurücklegt. Kreuze die richtige Antwort an. a) 500 m b) 5 km c) 5 m 3 Wähle die zutreffenden Aussagen aus. a) Die mittlere Geschwindigkeit ist v = a/t. a) Die mittlere Beschleunigung ist a = v/t. b) Die mittlere und die momentane Geschwindigkeit sind bei einer gleichförmigen Bewegung gleich. 4 Beschreibe die Bewegung eines frei fallenden Körpers in Worten und mit einer Formel. 5 Um wie viel nimmt die Geschwindigkeit beim freien Fall in einer Sekunde zu? Markiere die korrekte Aussage: a) 10 m/s b) 5 m/s c) 1 m/s 6 Beschreibe anhand eines Beispiels die Rolle des Experiments in der Physik. Teste dein Wissen 1 Von der Meeresoberfläche aus wird ein kurzes Schallsignal ausgesandt, das am Meeresboden reflektiert wird (Echolotverfahren). Man misst die Zeit, bis das Signal oben wieder empfangen wird. Das Signal benötigt 1,8 s. Die Schallgeschwindigkeit im Meerwasser beträgt 1 475 m/s. Ermittle die Meerestiefe d. 2 In einer TV-Sendung wurde gesagt, dass die Durchschnittsgeschwindigkeit der Erde auf ihrer Bahn um die Sonne 30 km/s ist. a) Überprüfe, ob diese Zahl stimmt. Der Radius der Erdbahn beträgt 150 Mio km. Achte bei der Rechnung vor allem auf die Einheit (km/s). b) Berechne die Strecke, welche die Erde an einem Tag zurücklegt. 3 Berechne die mittlere Geschwindigkeit, mit der ein Verkehrsflugzeug von Wien nach New York fliegt. Die Flugzeit beträgt 9 h 10 min, die Luftliniendistanz beträgt 3 670 Meilen (1 Flugmeile = 1,852 km). 4 Ermittle die Zeitersparnis für einen Autofahrer oder eine Autofahrerin für eine Strecke von 100 km, wenn er/sie auf der Autobahn die übliche Durchschnittsgeschwindigkeit a) von 70 km/h auf 80 km/h und b) von 100 km/h auf 130 km/h erhöhen könnte. 5 Berechne vereinfacht mit Regel I + II (siehe S. 29) den Anhalteweg für Geschwindigkeiten im Ortsgebiet (Wohnstraße 30km/h, Hauptstraße 50km/h) und auf Freilandstraßen (70 km/h, 100 km/h). 6 Ein Zug fährt mit konstanter Beschleunigung an. Er erreicht in 20 s eine Geschwindigkeit von 5 m/s. Bestimme die Beschleunigung und den Weg, welchen er in den 20 s zurückgelegt hat. 7 a) Bestimme die Geschwindigkeit, mit der ein Flugzeug vom Boden abhebt, wenn es mit gleichmäßiger Beschleunigung eine Rollstrecke von 1,6 km in 40 s durchläuft. b) Ermittle die Beschleunigung. 8 Die Wiener U-Bahn erreicht eine Höchstgeschwindigkeit von ca. 80 km/h. Die Beschleunigung beträgt 0,25 m/s2. Wie weit müssten zwei Stationen mindestens voneinander entfernt sein, damit die Maximalgeschwindigkeit erreicht werden kann? Berechne! 9 Ein Zug fährt mit v = 100 km/h. Jemand betätigt die Notbremse, der Zug hält nach s = 400 m. Bestimme die Dauer des Bremsvorgangs. Achte auch hier wieder auf die Einheiten. Ermittle die Beschleunigung des Zuges. 10 Ein Flugzeug setzt mit 290 km/h auf einer Landebahn auf, die 2 km lang ist. Bestimme die als konstant angenommene Verzögerung, damit die Piste ausreicht. 11 Ein Turmspringer springt aus 10 m Höhe ins Wasser. a) Ermittle die Geschwindigkeit, die er erreicht. Gib diese in km/h an. b) Ins Wasser taucht der Springer 3,5 m ein. Ermittle die Verzögerung im Wasser. Der Luftwiderstand wird hier vernachlässigt. c) Beurteile, ob Sprünge aus solchen Höhen gefährlich sein können und überlege, was man dabei beachten muss. 12 Im Beispiel „Der Bremsweg eines Autos“ wurde der Anhalteweg für 130 km/h berechnet. Berechne mit denselben Ausgangswerten den Anhalteweg für a) 100 km/h und b) 50 km/h und vergleiche die Ergebnisse. Rechenaufgaben 31 2 Geschwindigkeit und Beschleunigung Mechanik I Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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