Übungstest

Dieser Übungstest besteht aus 8 Fragen zu Impuls, Kräfte und Beschleunigung.
Die Schwierigkeitsstufe ist leicht bis schwer.
Es können bei jeder Frage eine oder mehrere Antworten korrekt sein, aber nie alle.

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Zwei Güterzüge stehen nebeneinander im Bahnhof. Ihre Massen betragen 1800t und 1600t, der Abstand ihrer Schwerpunkte 6m. Wie groß ist ihre gegenseitige Anziehungskraft aufgrund ihrer Massen? Nr. 2064
	\(F=0,2N\)
	\(F=1,4N\)
	\(F=5,3N\)
	\(F=18,3N\)
	\(N=45,7N\)

5 erreichbare Punkte

Gegeben sei die Bewegungsgleichung eines Körpers: \(x(t)=9t^3+24t\) Wie groß ist die Beschleunigung zum Zeitpunkt t? Nr. 2039
	\(a(t)=18\)
	\(a(t)=27t^2\)
	\(a(t)=18t\)
	\(a(t)=54t\)
	\(a(t)=54\)

5 erreichbare Punkte

Ein Auto (\(m=900kg\)) benötigt \(4,6s\) um aus dem Stand auf \(100\frac{km}h\) zu kommen. Wie groß ist die durchschnittliche Kraft des Motors? Nr. 1994
	\(F=5434,8N\)
	\(F=5827,9N\)
	\(F=6237,8N\)
	\(F=6933,4N\)
	\(F=7293,1N\)

5 erreichbare Punkte

Ein Auto (\(m=900kg\)) benötigt \(22s\) um aus dem Stand auf \(80\frac{km}h\) zu kommen. Wie groß ist die durchschnittliche Kraft des Motors? Nr. 1992
	\(F=737,6N\)
	\(F=823,5N\)
	\(F=862,1N\)
	\(F=909,1N\)
	\(F=1023,5N\)

5 erreichbare Punkte

Beschleunigungen werden oft, anstatt in SI-Einheiten, als Vielfaches der Erdbeschleunigung \(g \approx 9,81 \frac{m}{s^2}\) angegeben. Betrachten wir als Beispiel ein Formel-1-Auto. Ein solches Fahrzeug beschleunigt beim Start in ca. 2,0 Sekunden von 0 auf 100 km/h. Die wievielfache Erdbeschleunigung spürt demnach ein Formel-1-Pilot in Fahrtrichtung? Nr. 1603
	\(a=3g\)
	\(a=14g\)
	\(a=1,4g\)
	\(a=0,7 g\)
Lösungsweg Berechnen wir zunächst die Beschleunigung in SI-Einheiten: \(a= \frac{\Delta v}{\Delta t}= \frac{100 \frac{km}{h}}{2,0 s}= \frac{100 \cdot \frac{1000m}{3600s}}{2,0s}=13,9 \frac{m}{s^2}\). Das Verhältnis \(a/g\) zur Erdbeschleunigung \(g \approx 9,81 \frac{m}{s^2}\) ist also \(\frac{a}{g}=1,4\), d.h. \(a=1,4 g\) . Der Fahrer wird also mit dem 1,4-fachen seines Körpergewichts in den Sitz gedrückt.

4 erreichbare Punkte

Ein Auto (\(m=800kg\)) benötigt \(7,2s\) um aus dem Stand auf \(100\frac{km}h\) zu kommen. Wie groß ist die durchschnittliche Kraft des Motors? Nr. 1996
	\(F=935,4N\)
	\(F=1329,7N\)
	\(F=1836,3N\)
	\(F=3086,4N\)
	\(F=3253,8N\)

5 erreichbare Punkte

Ein Radfahrer möchte innnerhalb von \(15s\) von \(20\frac {km} h\) auf \(30\frac {km} h\) beschleunigen. Er wiegt 75kg und sein Rad 12kg. Welche Kraft muss er bei gleichförmiger Beschleunigung aufbringen? Nr. 2009
	\(F=8,2N\)
	\(F=12,3N\)
	\(F=16,1N\)
	\(F=18,7N\)
	\(F=21,3N\)

5 erreichbare Punkte

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
	\(F=0,003N\)
	\(F=0,052N\)
	\(F=0,436N\)
	\(F=3,827N\)
	\(F=12,917N\)
Lösungsweg Die Kraft zwischen zwei Objekten aufgrund der Gravitation wird durch dass Newtonsche Graviationsgesetz \(F_{G}=G\cdot \frac{m_1\cdot m_2}{r^2}\). \(m_1\) und \(m_2\) sind die Massen der zwei Objekte, \(r\) ist der Abstand der Schwerpunkte der zwei Objekte und \(G\) ist die Gravitationskonstante mit dem Wert \(G=6,67408 \cdot 10^{-11}\,\frac{m^3}{kg \cdot s^2}\). Die Massen der Schiffe in SI-Einheiten \(m_1=400\,000\,t=4\cdot 10^{8}\,kg\) und \(m_2=20\,t=2\cdot 10^4\,kg\) eingesetzt mit \(r=35\,m\) ergibt \(F_G=6,67408\cdot 10^{-11} \frac{4\cdot 10^{8}\cdot 2 \cdot 10^4}{35^2}=0,435858\,N\).

5 erreichbare Punkte

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