Aufgabensammlung Physik
---Kinematik - Kreisbewegungen ---
1. Mit welcher Frequenz dreht sich die Erde um ihre Achse? Geben Sie die Frequenz in µHz an.
2. Berechnen Sie die Bahngeschwindigkeit eines Menschen am Äquator (rÄquator=6378 km) in km/h.
3. Berechnen Sie die Bahngeschwindigkeit der Erde um die Sonne. (mittlerer Abstand ca. 150 Mio.km) 4. Ein Zahnrad mit einem Radius von 5m macht sechs Umdrehung in einer Minute.
Berechnen Sie die Bahngeschwindigkeiten für die Radien 1m, 2m, 3m und 4m.
5. Die nahezu kreisförmige Bahn des Mondes um die Erde hat einen Radius von ca. 384000 km und eine Periode von 27,3 Tagen. Bestimmen Sie die zur Erde gerichtete Beschleunigung des Mondes.
6. Eine Schallplatte mit einem Radius von 15 cm wird mit 33 Umdrehung in einer Minute abgespielt.
Berechnen Sie die Winkelgeschwindigkeit und die Bahngeschwindigkeit der Schallplatte am äußeren Rand.
7. Das Sägeblatt einer Handkreissäge hat einen Durchmesser von 180 mm. Die Drehzahl der Maschine beträgt 4500 U/min.
Gesucht sind Bahngeschwindigkeit und Winkelgeschwindigkeit des Punktes am Umfang.
8. Ein Riemengetriebe mit zwei unterschiedlich großen Rädern besitzt die folgenden Daten: d1= 111 mm, n1= 900 U/min und n2= 225 U/min. Berech- nen Sie die Riemengeschwindigkeit v , die Winkelgeschwindigkeit ω1 des 1. Rades, sowie den Durchmesser des 2. Rades.
9. Die Trommel einer Waschmaschine besitzt einen Radius von 25cm. Sie er-
reicht ihre maximale Schleuderzahl von 1600 Umdrehungen pro Minute nach 5 Sekunden.
Bestimmen sie die mittlere Winkelbeschleunigung.
10. Welche Umlaufzeit benötigen erdnahe Satelliten zur Umrundung der Erde? (Erdradius = 6378 km) Um auf einer Kreisbahn zu bleiben, gilt: Radialbeschleunigung gleich der Fallbeschleunigung.
Geben Sie die Zeit in hh:mm:ss an.
11. Ein GPS-Satellit in einer Höhe von 42300 km benötigt ca. 12 Stunden für eine Erdumkreisung. Wie groß ist die Fallbeschleunigung in dieser Höhe?
---Dynamik: Kreisbewegungen ---
1. Eine Scheibe mit einem Radius von 5m führt 16 Umdrehungen in zwei Minuten durch. Im Abstand von 4m vom Kreismittelpunkt befindet sich ein Körper mit einer Masse von 52 kg.
Berechnen Sie die notwendige Kraft, damit der Körper auf der Kreisbahn bleibt.
2. Ein 1,2t schwerer geostationärer Satellit befindet sich ca. 36 000 km über der Erdoberfläche. Berech- nen Sie seine Geschwindigkeit und die Kraft, mit der er von der Erde auf der Kreisbahn gehalten wird.
3. Berechnen Sie die Kraft der Sonne, mit der sie die Erde auf ihrer Kreisbahn hält.
4. Ein 2,5 kg schwerer Stein führt an einem 1,2m langen Seil in 2,2m Höhe horizontal eine Kreisbewe- gung aus. Dabei benötigt er für 10 Umdrehungen 4 Sekunden. Der Faden reißt, wenn an ihm eine Kraft von 1000 N wirkt. Berechnen Sie
a) Umlaufzeit, b) Frequenz, c) Drehzahl,
d) Bahngeschwindigkeit und e) Winkelgeschwindigkeit.
f) Radialkraft und
g) die Drehzahl, bei der der Faden reißt.
h) Die Wurfweite des Steines.
(Die Bewegung, die der Stein ausführt, ist ein waagerechter Wurf, d.h. die horizontale Bewegung ist als gleichför- mig anzusehen, die vertikale ist ein freier Fall)
