Übungen zur Physik für Chemiker I
R. Mitdank; M. Gensler;
S. Buchholz
Aufgaben zur 2. Übung am 01.11.11
Kinematik – geradlinig gleichförmige und
beschleunigte Bewegung
5. Addition von Geschwindigkeiten
Der Pilot eines Sportflugzeuges, das mit der Geschwindigkeit
vF = 140km/h relativ zur umgebenden Luft
fliegt, hält den Kurs a = 58° (Kurswinkel bezüglich Nordrichtung im
Uhrzeigersinn gemessen). Der Wind kommt aus der Richtung b =
195° (fast Südwind) mit der Geschwindigkeit vW
= 54 km/h.
a) Welche Geschwindigkeit vG gegenüber
einer ruhenden Bodenstation hat das Flugzeug?
b) Welchen tatsächlichen Kurs (Winkel g zwischen Nordrichtung und
Vektor vG) fliegt die Maschine?
Lösen Sie die Aufgabe unter Verwendung der x- und y-Komponenten der
Geschwindigkeitsvektoren!
6. Superposition von Geschwindigkeiten
Ein Fluss der Breite B hat überall die gleiche Strömungsgeschwindigkeit vF. Die Geschwindigkeit eines Schwimmers relativ zum Wasser ist vS. Wie muss er sich verhalten, damit er beim Hinüberschwimmen
eine möglichst kurze Strecke abgetrieben wird (vS > vF): Wie lang ist die Überquerungszeit?
in möglichst kurzer Zeit hinüber kommt: Wie weit wird er abgetrieben?
7. Senkrechter Wurf, freier Fall
Mit einem
Kinderspielzeug wird ein Plastikball mit einer Geschwindigkeit v0,1 = 10m/s vom Boden aus senkrecht an einer Hauswand
nach oben katapultiert, so dass er gerade die Balkonhöhe b erreicht.
Gleichzeitig wird aus der Höhe b ein zweiter Ball mit der Geschwindigkeit v0,2 = 2m/s nach unten geworfen.
Nach welcher Zeit und in welcher Höhe z über dem Boden und mit welchen
Geschwindigkeiten v1(t) und v2(t) treffen sich die Bälle?
8. Gleichmässig beschleunigte Bewegung ; Freier Fall
Eine Rakete wird mit einer
effektiven Beschleunigung (d.h. Erdbeschleunigung bereits subtrahiert) von
20m/s2 senkrecht gestartet. Nach 25s schalten sich die Triebwerke
ab, während die Rakete weiter steigt. Schließlich hört ihr Steigflug auf, und
sie fällt zur Erde zurück. Berechnen Sie
a)
die Maximalhöhe, die die Rakete erreicht,
b)
die Gesamtflugzeit der Rakete,
c)
die Geschwindigkeit der Rakete, unmittelbar
bevor sie auf dem Boden auftrifft.