Grundkurs Physik I - Tiggesb¨aumker/Passig/Goede - WS 2008/09 - 26.11.2008 3. ¨Ubungsblatt - abzugeben am 01. Dezember 08
3.1 Affenjagd (2 Punkte)
Ein Zulu-J¨ager pirscht sich unbemerkt bis auf 5m an einen Baum heran, auf dem in 5m H¨ohe ein Affe sitzt. Als er sein Blasrohr ansetzt, entdeckt ihn das Tier, so dass es sich in exakt dem Moment fallen l¨asst, in dem der J¨ager seinen Giftpfeil mit 100 kmh abschießt. Wohin h¨atte der J¨ager zielen m¨ussen um den fallenden Affen noch zu treffen? Diskutieren Sie die Situation auch f¨ur einen mit einer Flinte (ca. 1000 kmh Projektilgeschwindigkeit) oder mit einem Stein (vStein≈60 kmh ) bewaffneten J¨ager.
3.2 Autorennen (2 Punkte)
Eine kreisrunde Rennstrecke mit 1 km Durchmesser soll gebaut werden. Die Autos fahren ca. 180 kmh schnell und sollen dabei noch m¨oglichst spektakul¨are ¨Uberholman¨over liefern. Um welchen Winkel muss die Fahrbahn geneigt werden, damit die Fahrer auch bei dieser Geschwindigkeit in beide Rich- tungen in gleichem Maße ausweichen und ausscheren k¨onnen?
3.3 Tom Sawyer (4 Punkte)
Ein Boot setzt mit der Geschwindigkeit 2,0 ms senkrecht zum Ufer ¨uber einen Fluss von 210 m Breite.
Die Str¨omung treibt es dabei 63 m ab. (Skizze!)
1. Gesucht ist die Str¨omungsgeschwindigkeit des Flusses, die Geschwindigkeit des Bootes gegen¨uber dem Ufer, sowie die Zeit, die zum ¨Ubersetzen ben¨otigt wird.
2. Unter welchem Winkel muss gegengesteuert werden, um auf k¨urzestem Wege das gegen¨uberlie- gende Ufer zu erreichen? Wie lange dauert dann die ¨Uberfahrt?
3.4 Festgefahren (2 Punkte)
Tokio Hotel haben ihren Tourbus im Schlamm festgefahren. Sie finden ein stabiles und langes Ab- schleppseil im Bus. Da sie aber auch gemeinsam nur eine Zugkraft von FT H = 1 kN aufbringen, versuchen sie mit Hilfe der Physik ihrer geringen K¨orperkraft ein wenig mehr Wirkung zu verleihen.
Dazu befestigen Sie ein Ende des Seils am Bus und das andere schlingen sie um einen Baum, so dass das Seil gespannt ist. Unter den anfeuernden Rufen ihrer Fans ziehen sie in der Mitte des Seils senk- recht zu diesem. (s. Skizze). Der Bus beginnt sich zu bewegen, als der Winkel am Seilende α = 5o betr¨agt. Mit welcher Kraft FS2 zieht das Seil in diesem Moment am Bus?
