1 Überprüfe, ob das Kind seine Eltern auf der Wippe mit seinem Gewicht so hoch bringen kann und begründe deine Überlegungen (29.1). 2 Eine Kreisscheibe bewegt sich unterschiedlich auf einer Kreisbahn. Beschreibe die beiden Bewegungen 1 und 2 (29.2). 3 Kreuze an, welche Richtung die Winkelgeschwindigkeit hat. a) Sie ist kein Vektor, sie hat keine Richtung. b) Sie hat die gleiche Richtung wie die Bahngeschwindigkeit. c) Sie steht senkrecht zur Bahngeschwindigkeit. 4 Kreuze den richtigen Zusammenhang zwischen der Winkelgeschwindigkeit ω des starren Körpers und der Bahngeschwindigkeit v eines Körperpunktes an. a) v = r _ ω b) v = r· ω c) v = 2π _ ω 5 Wie hängt die Winkelgeschwindigkeit ω der Drehung mit der Drehzahl f zusammen? Kreuze die richtige Formel an. a) ω = f _ 2π b) ω = 2π _ f c) ω = 2πf 6 Kreuze die richtige Bewegungsgleichung für Drehungen eines starren Körpers an. a) F = m·a b) M = I· α c) I = m·r 2 7 Wie berechnet man die kinetische Energie eines rotierenden starren Körpers? Kreuze an. a) E = m·g·h b) E = m·v 2 _ 2 c) E = I·ω 2 _ 2 8 Der Nachweis der Erddrehung ist mit dem Foucault’- schen Pendel gelungen. Es ist ein Pendel mit einem sehr schweren Pendelkörper an einer sehr langen Schnur. Wie zeigt es die Drehung der Erde? Versuche, eine Erklärung zu finden. 9 Wie wird der Drehimpuls definiert? Kreuze die richtige Formel an. a) L = I·v b) L = m· ω c) L = I· ω 10 Wie lautet der Drehimpulserhaltungssatz im nicht isolierten System? Kreuze die richtige Formel an. a) ΔL _ Δt = F b) ΔL _ Δt = M c) ΔL _ Δt = I 11 Wie lange benötigt die Erdachse, um den Präzessionskegel einmal zu umlaufen? Kreuze die richtige Antwort an. a) 1 Jahr b) 1 Tag c) Mehrere Tausend Jahre 12 Beschreibe, wie man durch Drehung erkennen kann, ob ein Ei gekocht oder roh ist, ohne die Schale zu beschädigen. Teste dein Wissen 29.1 Zu Aufgabe 1 1 2 29.2 Zu Aufgabe 2 1 Eine Turbine erreicht bei gleichmäßiger Beschleunigung zwei Minuten nach dem Anlaufen eine Drehzahl von 8 000 Umdrehungen pro Minute. a) Bestimme mit welcher Winkelgeschwindigkeit die Turbine läuft. b) Ermittle, wie groß die Winkelbeschleunigung während der Anlaufzeit war. 2 Eine Kreissäge wird bei einer Drehzahl von 4 000 Umdrehungen pro Minute ausgeschaltet und steht bei gleichmäßiger Bremsung nach 8 s. a) Ermittle, wie groß die anfängliche Winkelgeschwindigkeit war. b) Bestimme, wie groß die Winkelbeschleunigung während des Auslaufens ist. c) Berechne, wie viele Umdrehungen der Motor bis zum Stillstand macht. 3 Wie groß ist bei der Erde: a) die kinetische Energie des Massenmittelpunkts? b) die kinetische Energie der Rotationsbewegung um die eigene Achse (Trägheitsmoment der Erde: I = 10 38 kg·m 2)? 4 Betrachte die Sonne als starre Kugel, die sich in etwa 25 Tagen einmal um die eigene Achse dreht, und berechne ihre kinetische Energie. (Trägheitsmoment einer massiven Kugel: I = 0,4 m·R 2. Masse der Sonne: m ≈ 2·10 30 kg, Radius: R ≈ 700 000 km = 7·10 8 m) Rechenaufgaben 29 2 Drehimpuls Mechanik II Nur zu Prüfzwecken – Eigentum des Verlags öbv
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