Übungen zur Physik für Chemiker I
R. Mitdank; M. Gensler; S. Buchholz
Aufgaben zur 7. Übung am 06.12.11
Bewegungsgrößen - Impulserhaltung
25. Ein offener leerer Eisenbahnwagen der
Masse mo = 15t bewegt sich reibungsfrei
mit vo = 2m/s. Während der Bewegung
fällt aus einem (ruhenden) Greifbagger senkrecht von oben Sand mit der Masse m1
= 1t in den Wagen.
a) Wie groß ist die Geschwindigkeit des beladenen Wagens?
Um welchen Betrag ändert sich die kinetische Energie des Wagens? (Begründung)
b) Anschließend wird der Wagen durch eine Klappe nach
unten entleert. Wie groß sind danach Geschwindigkeit und kinetische Energie des
Wagens?
26. Ein Auto mit der Masse von 1200 kg fahre
mit 60 km/h ostwärts in eine Kreuzung. Dort stoße es mit einem Lastwagen
zusammen, der eine Masse von 3000 kg hat und mit einer Geschwindigkeit von 40
km/h aus Süden komme. Bestimmen Sie die Geschwindigkeit der Trümmer ( Beide Wagen ineinander verkeilt, keine weiteren Einzelteile,
keine Reibung) nach dem Zusammenstoß.
27. Eine Rakete hat eine Startmasse von 30 t, wovon 80% Treibstoff
sind. Sie verbrennt den Treibstoff mit einer Rate von 200 kg/s und stößt die
Gase mit einer relativen Geschwindigkeit von 1,8 km/s aus. Berechnen Sie
a) den Schub der Rakete
b) die Zeitdauer bis zum
Brennschluss
c) die Endgeschwindigkeit unter
der Voraussetzung, dass die Rakete senkrecht nach oben fliegt und die Erdbeschleunigung
g im wesentlichen als konstant angenommen werden darf.
d) 5 Extrapunkte erhält, wer die Flughöhe
ausrechnet!
28. Das Borisotop 9B ist instabil und zerfällt in ein
Proton und zwei Alphateilchen. Dabei werden 4,4.10-14 J
als kinetische Energie der Zerfallsprodukte frei. Bei einem solchen Zerfall
wird die Geschwindigkeit des Protons mit 6,0.10+6 m/s
gemessen, wenn der Bor- Kern anfangs in Ruhe ist. Nehmen Sie an, dass beide
Alphateilchen gleiche Energie haben. Berechnen Sie, wie schnell und in welche
Richtung bezüglich des Protons sich beide Alphateilchen bewegen.