1 Ein Kind wirft einen Ball nach oben. Ermittle die Beschleunigung am höchsten Punkt der Wurfbahn. Kreuze die richtige Antwort an. a) Die Beschleunigung ist 0. b) Die Beschleunigung ist 9,81 m/s2. c) Die Beschleunigung ist kleiner als 9,81 m/s2. 2 Ein Ball wird horizontal geworfen. Was gilt für die Wurfweite, wenn man die Abwurfhöhe h 4-mal so groß macht. Kreuze die richtige Antwort an. a) Die Wurfweite halbiert sich. b) Die Wurfweite verdoppelt sich. c) Die Wurfweite bleibt gleich. 3 Ein Ball wird von einem hohen Turm senkrecht nach unten geworfen. Eine halbe Sekunde später wird ein zweiter Ball fallen gelassen. Nimm an, die Luftreibung spiele keine Rolle und wähle die korrekte Aussage aus. a) Der Abstand zwischen den Bällen nimmt zu. b) Der Abstand zwischen den Bällen nimmt ab. c) Der Abstand zwischen den Bällen bleibt konstant. 4 Zeichne die Bahnkurve eines Balls, der schräg nach oben unter einem Winkel von etwa 45° geworfen wird. Zeichne alle Kräfte ein, die auf den Ball wirken. 5 Du fährst mit gleicher Geschwindigkeit durch eine Kurve mit kleinem Radius und durch eine Kurve mit großem Radius. Kreuze die richtige Antwort an. Die Zentripetalbeschleunigung aZ a) ist in beiden Kurven gleich. b) ist in der Kurve mit großem Kurvenradius größer als in der Kurve mit kleinem Kurvenradius. c) ist in der Kurve mit großem Kurvenradius kleiner als in der Kurve mit kleinem Kurvenradius. 6 Welche Richtung hat die Winkelgeschwindigkeit? Kreuze die richtige Antwort an. a) Sie ist kein Vektor, sie hat keine Richtung. b) Sie hat die gleiche Richtung wie die Bahngeschwindigkeit. c) Sie steht senkrecht zur Bahngeschwindigkeit. 7 Beschreibe den Zusammenhang zwischen der Winkelgeschwindigkeit ω und der Bahngeschwindigkeit v. a) ω = v·r b) ω = v/r c) ω = 2 π·v 8 Beschreibe den Zusammenhang zwischen Frequenz und Winkelgeschwindigkeit. Kreuze die richtige Antwort an. a) f = 2 π· ω b) f = 2 π/ ω c) f = ω/(2 π) 9 Erkläre die Bewegung der Erde um die Sonne mittels der Kepler’schen Gesetze. 10 Definiere die Daten, die du über die Erde benötigst, um die Masse der Sonne zu berechnen. Teste dein Wissen 1 Bestimme die Winkelgeschwindigkeiten a) des Sekundenzeigers, b) des Minutenzeigers und c) des Stundenzeigers einer Uhr 2 Die Erde führt zwei Drehbewegungen aus: Die Rotation um ihre Achse und den Umlauf um die Sonne. Bestimme die entsprechenden Winkelgeschwindigkeiten. 3 Der Mond bewegt sich annähernd auf einer Kreisbahn (r = 384000km) um die Erde und benötigt dafür ungefähr 28 Tage. Ermittle die Bahngeschwindigkeit und die Beschleunigung in radialer Richtung. 4 Eine Wäschetrommel dreht sich beim Schleudern 1 200-mal in der Minute. Bestimme die Beschleunigung, die ein Wassertropfen am Trommelrand erfährt, der von der Drehachse 24 cm entfernt ist. Vergleiche mit der Erdbeschleunigung g! 5 Ermittle die Geschwindigkeit, mit der sich ein Ort am Äquator aufgrund der Erdrotation bewegt. Bestimme die Beschleunigung an diesem Ort. Um welchen Faktor wird das Gewicht eines Körpers dort kleiner als am Nordpol? 6 Eine Milchkanne (m = 0,5 kg) wird in einem lotrechten Kreis mit dem Radius r = 1 m geschwungen. Bestimme die Geschwindigkeit, die im höchsten Punkt mindestens erreicht werden muss, damit keine Milch ausfließt. 7 Berechne mit Hilfe des dritten Kepler’schen Gesetzes die Masse der Sonne. Rechenaufgaben 65 4 Spezielle Bewegungsformen Mechanik I Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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