Übungen zur Physik für Chemiker I

R. Mitdank; M. Gensler; S. Buchholz

Aufgaben zur 3. Übung am 08.11.11

Kinematik – beschleunigte Bewegung

9. Gleichmäßig beschleunigte Bewegung

Ein Raser fährt mit konstant 125 km/h an einer mobilen Verkehrskontrolle vorbei. Der Streifenwagen beschleunigt aus dem Stand mit der konstanten Beschleunigung (8km/h)/s, um die Verfolgung aufzunehmen, und erreicht schließlich seine Höchstgeschwindigkeit von 190 km/h. Diese Geschwindigkeit behält er bei, bis der Raser eingeholt ist.

a) Wie lange braucht der Streifenwagen, um den Raser einzuholen, wenn er genau in dem Moment losfährt, in dem der Raser vorbeifährt?
b) Wie weit fährt ab diesem Moment jedes der beiden Autos?
c) Zeichnen Sie die Kurven x(t) für beide Autos.

10. Superposition von Geschwindigkeiten

Man berechne den Abtrieb eines Bootes beim senkrechten Überqueren eines Flusses der Breite B = 210 m bei einer Geschwindigkeit des Bootes von v_B = 2,0 m/s. Im Unterschied zu Aufgabe 6ist jetzt die Strömungsgeschwindigkeit nicht über die gesamte Flussbreite konstant, sondern ändert sich nach

v_F(x) = v_m(1 - 4x²/B² ) ; x = 0: Flussmitte ; x = ±B/2 : Ufer ; v_m = 0,6m/s

11. Zeitabhängige Beschleunigung

Die Beschleunigung einer Rakete sei durch a = bt mit einer positiven Konstante b = 3 ms^-3 gegeben.

a) Ermitteln Sie die allgemeine Ortsfunktion x(t).

b) Berechnen Sie den Ort und die Geschwindigkeit bei t = 5s, wenn x(t = 0) = 0 m und v(t=0) = 0 m/s gilt.

12. Horizontaler Wurf

Eine kleine Stahlkugel rollt horizontal mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 3 m/s von der obersten Stufe einer langen, geraden Treppe herab. Jede Stufe ist 18 cm hoch und 30 cm breit. Auf welche Stufe trifft die Kugel zuerst auf?