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Prof (Physiker) fiel in der Vorlesung ein Stück Kreide zu Boden. 

Sein Kommentar:" Isaac Newton, ich hasse dich!"

Aufgabe 1

Sie (56 kg) fahren Lift. Berechnen Sie die Normalkraft des Liftes auf Ihre Füsse, wenn
a) der Lift mit 0.85m/s² nach oben beschleunigt.
b) der Lift mit konstanter Geschwindigkeit nach oben fährt.
c) der aufwärts fahrende Lift mit 1.05m/s² bremst.

Lösung:    a)     F = 56 kg·10.66 m/s² = 596,96 N                    60,85 kg

                   b)    F = 56 kg · 9.81 m/s² = 549,36 N                        56.00 kg

                   c)     F = 56 kg· 8.76 m/s²= 490,56 N                      50,00 kg

 

Aufgabe 2

Ein LKW (m =18 t ) fährt auf horizontaler Ebene mit einer Geschwindigkeit von 60 km/h . Vor einer Rast lässt der Fahrer den LKW ausrollen.

Welchen Weg legt der LKW noch bis zum Stillstand zurück, wenn die Reibungszahl 0,035 beträgt?

 

Aufgabe 3

Ein Metallblock mit der Masse m = 100 kg wird 5 Sekunden lang mit einer Kraft von 400 N über eine Metallplatte gezogen. Für den Reibungskoeffizient Metall auf Metall gilt μ = 0.1.

a) Berechnen Sie die Geschwindigkeit nach 5 Sekunden.

b) Berechnen Sie die dabei zurückgelegte Strecke.

Lösung: FReibung = μ·m·g = 0.1 · 100 kg · 10 m/s² = 100 N

FRes = F – FReibung = 400 N – 100 N = 300 N

a = F ÷ m = 300 N÷100 kg = 3 m/s²

a)     v = a · t = 3 m/s² · 5 s = 15 m/s                        b)     s =½ vt = ½ 15 m/s · 5 s = 37.5 m

 

Aufgabe 4

Ein 80 kg schwerer Skifahrer lässt sich aus dem Stand durch eine 50 m lange Mulde gleiten und erreicht ohne eigene Anstrengung das andere Ende, so dass er dort stehen bleibt.

a) Wie viel Energie hat der Skifahrer bei der Fahrt durch die Mulde an den Schnee abgegeben?

b) Wie gross war die durchschnittliche Reibungskraft zwischen Schnee und Skiern?

c) Wie gross ist der Reibungskoeffizient μ, wenn man vereinfachend davon ausgeht, dass die Gravitationskraft senkrecht zur Gleitfläche wirkt?

Lösung: a) W = mgh = 80 · 10 · 4 = 3200 J

b) F = W/s = 3200/50 = 64 N

c) µ = FReibung/FGewicht = 64 N/800 N= 0.08

 

Aufgabe 5

Ein Motorrad der Masse m = 250 kg soll auf einer Bergstraße mit der Steigung 12 % bergauf so anfahren, dass es nach 50 m die Geschwindigkeit 72 km/h hat. Die Reibungszahl beträgt μ =  0,020. Berechne die vom Motor aufzubringende Motorkraft.

 

Aufgbe 6

Ein Körper K der Masse  m = 12,0 kg befindet sich auf einer schiefen Ebene mit dem Neigungswinkel α = 35° .
 K beginnt mit der Anfangsgeschwindigkeit  v= 2.5 m/s abwärts zu gleiten.

a)K gleitet zunächst reibungsfrei. Welche Beschleunigung erfährt K ? Wie groß ist seine Geschwindigkeit nach 2,50 m Gleitweg?

b) In einem neuen Versuch beträgt die Gleitreibungszahl μ= 0,85 . K₁ hat wieder die abwärts gerichtete Anfangsgeschwindigkeit v₀ . Nach welchem Gleitweg s₂ kommt K₁ zum Stillstand?

c) Nach welcher Zeit ist die Geschwindigkeit auf den halben Wert gesunken? Für welchen Neigungswinkel würde sich K gleichförmig bewegen?
d) Nun wird ein Körper K der Masse m mit einem Seil an K befestigt (siehe
Zeichnung). Wie gross muss m bei α =  35° gewählt werden, damit K gleichförmig abwärts gleitet? Wie gross ist die Zugkraft am Seil?