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Physik I f¨
ur Chemiker, WS 2014/15
Dr. S. Send, J. Vogel
Ausgabe: 04.11.2014
Abgabe: 11.11.2014
¨
Ubungsblatt
4
4.1 Berechnen Sie die Beschleunigung (Betrag und Richtung), die ein K¨orper der Masse
m = 2 kg erf¨ahrt, auf den die Kr¨afte F1 = 3 N ex − 2 N ey , F2 = −5 N ex + 4 N ey und
F3 = 4 N ex + 1 N ey wirken.
(2 Punkte)
4.2 Ein Teilchen der Masse M , das unter Einfluss einer konstanten Kraft F mit a = 2 m/s2
beschleunigt, zerf¨allt in zwei leichtere Teilchen mit den Massen m1 und m2 < m1 , von
denen das eine doppelt so schwer ist wie das andere. Welche Beschleunigungen erfahren
diese beiden leichteren Teilchen unter Einwirkung von F ?
(2 Punkte)
4.3 Gegeben sind zwei gleich große Kr¨afte F1 und F2 innerhalb der x-y-Ebene, die einen
Winkel von 40◦ bilden. Eine dieser Kr¨afte beschleunigt einen K¨orper mit a = 5 m/s2 ex .
Der Betrag der resultierenden Gesamtkraft auf den K¨orper ist 4 N. (a) Welche Masse
besitzt der K¨orper? (b) Welche dritte Kraft F3 m¨
usste wirken (Betrag und Richtung),
damit sich der K¨orper mit konstanter Geschwindigkeit bewegt?
(3 Punkte)
4.4 Ein Boot, das am Ort A startet, u
¨berquert einen 300 m breiten, str¨omungsfreien Fluss
und erreicht Ort B auf der gegen¨
uberliegenden Flussseite innerhalb von 10 Minuten.
W¨ahrend der R¨
uckfahrt herrscht in den 50 m breiten Uferbereichen eine Str¨omung von
0,1 m/s, im mittleren Teil des Flusses ist die Str¨omung st¨arker. Das Boot erreicht das
Ufer an einem Ort C, der sich in 200 m Entfernung von seinem Startort A befindet.
(a) Wie stark ist die Str¨omung im mittleren Teil des Flusses? (b) Wie lange dauert die
R¨
uckfahrt des Bootes?
(3 Punkte)
4.5 Ein Vogel fliegt eine 1 km lange Strecke in Richtung Norden. Dabei hat er R¨
uckenwind
mit einer Geschwindigkeit von 2 m/s. Relativ zum Wind bewegt sich der Vogel mit einer
Geschwindigkeit von 4 m/s. (a) Welche Zeit ben¨otigt der Vogel f¨
ur seinen Flug? (b) In
welcher Entfernung von seinem Zielpunkt landet er nach dieser Zeit, wenn S¨
udostwind
herrscht mit einem Winkel von 30◦ ¨ostlich von S¨
uden? Zeichnen Sie geeignete Vektordiagramme f¨
ur die Situationen in (a) und (b).
(4 Punkte)
*4.6 Zwei Schiffe S1 und S2 laufen zum selben Zeitpunkt aus einem Hafen aus. Schiff S1
f¨ahrt mit 24 Knoten nach Nordwesten, Schiff S2 bewegt sich mit 28 Knoten und unter
einem Winkel von 40◦ westlich von S¨
uden (1 Knoten = 1 Seemeile/Stunde). (a) Geben
Sie die Geschwindigkeit von Schiff S1 relativ zu Schiff S2 an. (b) Zu welchem Zeitpunkt
befinden sich die beiden Schiffe in einem Abstand von 160 Seemeilen? (c) Wie lautet
die Position von Schiff S2 relativ zu Schiff S1 in diesem Augenblick?
(4 Punkte)
*Zusatzaufgabe
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Gesundheitswesen
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