1 Zwei Fahrzeuge mit gleicher Masse m prallen so gegeneinander, dass sich die Fahrzeuge ineinander verkeilen. Betrachte zwei verschiedene Situationen: a) Beide Fahrzeuge fahren mit der gleichen Geschwindigkeit v aufeinander zu. b) Ein Fahrzeug fährt mit der Geschwindigkeit 2 v gegen ein ruhendes. Stelle für beide Fälle den Impulserhaltungssatz und den Energieerhaltungssatz auf. Berechne die Geschwindigkeit der Fahrzeuge nach dem Stoß, sowie die Zunahme der inneren Energie. 2 Ein Fußball (m = 0,45 kg) fliegt mit v = 30 m/s in die Arme der Torhüterin (m = 60 kg). a) Berechne den Impuls, der dadurch auf die Torhüterin übertragen wird. b) Ermittle die Kraft, die auf die Torhüterin wirkt, wenn der Ball innerhalb 0,1 Sekunden gefangen wird. 3 Berechne die Rückstoßkraft, der eine Einsatzkraft der Feuerwehr standhalten muss, wenn sie ein Strahlrohr hält, aus dem in der Sekunde 7 Liter Wasser mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s strömen. 4 Führe mithilfe der Simulation 15.3 elastische und unelastische Stöße von zwei Körpern mit m 1 = m 2 und m 1 = 2 m 2 durch. Überprüfe die Impuls- und die Energiebilanz. Fasse deine Ergebnisse schriftlich zusammen. Rechenaufgaben 1 Kreuze an, für welche Größen ein Erhaltungssatz gilt. a) Masse b) Kraft c) kinetische Energie d) Impuls 2 Kreuze an, in welcher Einheit man den Impuls angibt. a) kg·m b) N/s c) kg·m/s 2 d) kg·m/s 3 Eine Schwimmerin beginnt zu schwimmen. Ihr Impuls nimmt zu. Überlege und begründe, ob die Impulszunahme der Schwimmerin a) größer als die Impulszunahme des Wassers ist. b) kleiner als die Impulszunahme des Wassers ist. c) genauso groß wie die Impulszunahme des Wassers ist. 4 Kreuze an, welcher Stoß elastisch ist. a) Die innere Energie verändert sich beim Stoß nicht. b) Die innere Energie nimmt beim Stoß zu. c) Die innere Energie nimmt beim Stoß ab. 5 Beschreibe, was geschieht, wenn eine Kugel gegen eine gleichartige ruhende Kugel stößt und der Stoß unelastisch ist: a) Die zweite Kugel fliegt mit der Geschwindigkeit der ersten weg. b) Beide Kugeln fliegen mit halber Geschwindigkeit zusammen weiter. c) Beide Kugeln bleiben stehen. 6 Suche im Internet nach einem Zeitlupenvideo von einem Kopfball. Analysiere mit Hilfe des Zeitlupenvideos die Rolle des Impulses bei Kopfbällen. 7 Beschreibe mögliche Gefahren bei einem Kopfball und wie man sich schützen kann. 8 Erkläre, welche Bedeutung der Impuls für die Fortbewegung von Tieren hat (19.1). 9 Erkläre, was ein Feuerwerk mit Impulserhaltung zu tun hat (19.2). 10 Mache mit der Zeitlupenfunktion in den Kameraeinstellungen auf deinem Smartphone eine Zeitlupenaufnahme von einem Tennisaufschlag oder einem springenden Ball (vgl. S. 16). Analysiere die Unterschiede zwischen deiner Aufnahme und den Aufnahmen im Buch. Teste dein Wissen 19.1 Ist der Impuls für die Qualle von Bedeutung? 19.2 Farbenprächtiges Feuerwerk 19 1 Impuls Mechanik II Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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