Diversitas 2018 Preis Gefördert vom MA23 Wien

Fragenliste von Schwerkraft

Zwei Güterzüge stehen nebeneinander im Bahnhof. Ihre Massen betragen m_1=1800\,t und m_2=1600\,t, der Abstand ihrer Schwerpunkte 6\,m. Wie groß ist die Beschleunigung, die auf den leichteren Zug in Richtung des schwereren Zuges wirkt? Die Beschleunigung wird durch die Schwerkraft zwischen den beiden Zügen verursacht.

Nr. 2065
Lösungsweg

In einem Hafen steht ein großes Containerschiff (m_1=400000\,t) neben einem Schlepper (m_1=20\,t). Der Abstand ihrer Schwerpunkte beträgt 35\,m.

Wie groß ist die Schwerkraft die zwischen den beiden Schiffen wirkt?

Nr. 2066
Lösungsweg

Gegeben sei eine hypothetische, ringförmige Raumstation. Die Raumstation dreht sich mit einer Winkelgeschwindigkeit von einer Umdrehung pro Stunde, um eine künstliche Schwerkraft für die Besatzung zu erzeugen, welche sich auf der Innenseite des Rings befindet. Wie groß muss der Radius r des Rings sein, um eine Schwerkraft ähnlich der auf der Erdoberfläche zu erzeugen?

Nr. 4120
Lösungsweg

Ein Mann bringe exakt m = 100 [kg] auf die Waage. Die Gewichtskraft, die dabei auf ihn einwirkt, unterscheidet sich je nachdem ob er sich auf der Erd- oder der Mondoberfläche befindet. In welchem Verhältnis stehen beide Kräfte zueinander (Mondmasse: ein Einundachtzigstel der Erdmasse M_{M}=\frac{M_{E}}{81}; Mondradius: ca. ein drittel des Erdradius r_{M}=0,27\cdot r_{E})?

Nr. 4174
Lösungsweg

Der Kreuzritter Richard Löwenherz sitzt in seinem Verlies fest. Der Weg in die Freiheit führt über eine Bodentüre der Länge L, die er von der Unterseite aufstemmen muss, um nach draußen zu gelangen (siehe Abb.). Zu seinem Erschwernis ist die Türe mit einer prall gefüllten Kiste der Masse m=250\,kg gesichert. Der Schwerpunkt der Kiste liegt im Abstand x_{Kiste}=\frac{L}{3} vom Scharnier der Türe entfernt. Richard ist schlau und stemmt die Türe am äußeren Ende (im Abstand L zum Scharnier) nach oben.

Mit welcher Kraft muss Richard Löwenherz nach oben drücken, um die Türe öffnen zu können?

Nr. 4457
Lösungsweg

Wie groß ist die Gewichtskraft eines Körpers mit der Masse m=100\,kg auf der Erde (g_E=9.81\,\frac{m}{s^2} ) und auf dem Mond (g_M=1.62\,\frac{m}{s^2}) ?

Nr. 4465
Lösungsweg

Falls ein Körper die Gewichtskraft von F_E=490.5\,N auf der Erde hat, welche Gewichtskraft hat dieser Körper auf dem Mars (g_M = 3.7 \,\frac{m}{s^2})?

Nr. 4466
Lösungsweg

Ein Klotz mit Masse m befindet sich, wie in der Grafik angedeutet, auf einer schiefen Ebene. Der Winkel \phi wird so lange vergrößert bis der Klotz zum rutschen beginnt. Bei welchem Winkel ist das der Fall, wenn der Haftreibungskoeffizient \mu_H=0.5 beträgt?

Nr. 4709
Lösungsweg

Ein Klotz befindet sich, wie in der Grafik angedeutet, auf einer schiefen Ebene. Finde einen Ausdruck für den Betrag der Hangabtriebskraft F_H.

Nr. 4710
Lösungsweg

NEWS

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