PN1 Einführung in die Physik für Chemiker 1: Übungsblatt 3

PN1 Einführung in die Physik für Chemiker 1
Prof. J. Lipfert
WS 2013/14
Übungsblatt 3
Übungsblatt 3
Besprechung am 5.11.2013
Aufgabe 1
Gewehrschuss. Du befindest dich auf einem Hügel und schiesst aus einer Höhe von
60 m ( y-Richtung) auf einen Hase welcher 200 m ( x-Richtung) enfernt eine Karotte
isst. Du hast ein Gewehr mit einem Lauf der Länge 50 cm. Die Kugel wird, im Lauf,
mit 900 km/s 2 beschleunigt. ( Die Gravitationskraft wird in Teilaufgaben a), b) und
c) vernachlässigt)
a) Wie schnell ist die Kugel wenn sie den Lauf verlässt?
b) Wie lange dauert es bis die Kugel ihr Ziel erreicht?
c) Teilen Sie die Geschwindigkeit in x- und y-Richtung auf.
d) Berücksichtigen wir nun die Gravitationskraft. Wie groß ist die Endgeschwindigkeit in y-Richtung? ( Hinweis: Benutzen Sie die p-q-Formel um die Zeit, t zu
bestimmen)
e) Warum ist die Beschleunigung nicht konstant?
Aufgabe 2
Gewicht und Masse. In einem Aufzug möchte sich ein Mann der Masse m=80 kg
wiegen. Die Skala auf der Waage ist in Gewichtseinheiten.
a) Was ist der Unterschied zwischen Masse und Gewicht?
b) Die Anzeige der Waage ändert sich je nach Beschleunigung des Aufzuges. Geben
Sie einen allgemeinen Ausdruck für die Anzeige der Waage an die für alle Bewegungen des Aufzuges gilt.
c) Was zeigt die Waage an wenn der Aufzug steht? Wenn er sich mit konstanter
Geschwindigkeit v=0,7 m/s bewegt? Wenn er sich mit einer Beschleunigung von
2,8 m/s 2 bewegt?
Aufgabe 3
Physikalische Größenordnungen Out of the box! Diese Aufgaben haben keine
einheitliche Lösung. Vielmehr geht es darum abzuschätzen welche größen relevant
sind und diese richtig zu benutzen.
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a) Geben Sie das Tempo einer Schnecke in Atomdurchmesser pro Sekunde an
b) Wie lange braucht Schall um einen
• Tischtennisball
• die Erde
• einen Atomdurchmesser
zu durchqueren?
c) Wie lange braucht ein Lichtsignal um von der Erde
• zum Mond
• zur Sonne
• zu Sirius A und zurück
zu gelangen?
Aufgabe 4
Baywatch Sie sind Rettungsschwimmer am Malibu Beach und sitzen in Ihrem Wachturm (Punkt A, siehe Skizze). Plötzlich bemerken Sie, dass ein Kind im Meer (Punkt
B) um Hilfe ruft und Sie es so schnell wie möglich retten müssen. Am Strand erreichen Sie eine Geschwindigkeit v1 von 7 m/s, während Sie sich im Wasser nur mit einer
Geschwindigkeit v2 von 1,5 m/s bewegen können
a) Ermitteln Sie die Koordinaten des Punktes P, an dem Sie ins Meer springen
müssen, um das Kind in der kürzest möglichen Zeit zu erreichen.
b) Berechnen Sie die Größe des Winkels α.
c) Wo würde sich der Punkt P befinden wenn v1 = v2 wäre?
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