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Bildung aus Sachsen
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Aufgabe 162 (Mechanik, Kräfte)
Zeichnen Sie die Resultierende von zwei gleich großen Kräften mit 150 N, die einen Winkel von a) 0°,
b) 30 °, c) 45°, d) 120° und e) 180° miteinander bilden. Bestimmen Sie den Betrag der Resultierenden.

Formel
Ein Stern

Aufgabe 163 (Mechanik, Kräfte)
Huhn Wilhelm Busch:
"Hahn und Hühner schlucken munter
Jedes ein Stück Brot hinunter;
Aber als sie sich besinnen,
Konnte keines recht von hinnen."
Das heißt also, dass alle drei Hühner und der Hahn an dem Brot ziehen, aber keines gewinnt und zieht die anderen mit. Das System ist trotz kräftigem Ziehens in Ruhe.
Unter welchen Voraussetzungen ist das möglich?

Ein Stern

Aufgabe 164 (Mechanik, Kräfte)
An einem Leitungsmasten ziehen die Drähte horizontal nach Westen mit 750 N und horizontal nach Norden mit 1100 N. Bestimmen Sie die Richtung und den Betrag der Resultierenden. Wie kann man den Mast durch ein Seil sichern?

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 165 (Mechanik, Kräfte)
Was versteht man unter der Gewichtskraft eines Körpers?
b) Was versteht man unter der Masse eines Körpers?
c) Weshalb ist die Gewichtskraft eines Körpers nicht überall gleich?

Ein Stern

Aufgabe 166 (Mechanik, Kräfte)
Kran An einer Kranvorrichtung hängt ein Gewicht von 5N. Der Kranausleger ist beweglich gelagert (d.h. Winkel a ist variabel). Das tragende Seil vor der Rolle hat eine Länge b von 30cm. Nach der Rolle ist das Seil c 10cm lang. Frage: Was passiert, wenn man den Winkel a auf 45° einstellt und dann das Gewicht frei hängen lässt?
a) Der Ausleger klappt nach oben weg.
b) Der Ausleger bewegt sich nicht.
c) Der Ausleger klappt nach unten weg.

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 167 (Mechanik, Kräfte)
Wird an eine Feder eine Masse von 100g gehängt, dehnt sie sich um 12 cm aus. Welche Masse ist notwendig, um die Feder um 20 cm zu dehnen?

Formel
Zwei Sterne

Aufgabe 168 (Mechanik, Kräfte)
handtuchNach dem Baden kommt man nach Hause und hängt sein tropfnasses Handtuch , das 5 kg wiegt, genau in die Mitte einer 2 m lange Wäscheleine. Die Leine ist mit Haken in der Wand befestigt. Der Winkel zwischen Leine und Wand beträgt 85°. Mit welcher Kraft zieht die Leine an jedem Haken?

Formel
Drei Sterne

Lösung nur mit Zugang

Aufgabe 169 (Mechanik, Kräfte)
zeichnungEin Seil ist mit einem Ende an einem Pfeiler befestigt und wird reibungsfrei über einen weiteren Pfeiler derselben Höhe im Abstand von 20 m geführt. Das andere Seilende ist an einem schweren, auf dem Grund aufliegenden Klotz befestigt. Eine Masse von 2 kg ist in der Mitte zwischen den beiden Pfeilern am Seil befestigt und lenkt dieses dort um 1 m aus. Welche Kraft übt das Seil auf den Klotz aus?

Formel
Drei Sterne

Aufgabe 170 (Mechanik, Kräfte)
Kraft Zwei Schüler tragen gemeinsam eine Tasche. Jeder wendet dabei eine Kraft von 200 N auf, wobei zwischen den angreifenden Kräften ein Winkel von 60° besteht. Wie schwer ist die Tasche?

Formel
Drei Sterne

Aufgabe 171 (Mechanik, Kräfte)
Welche Kraft ist nötig, um einen Schrank der Gewichtskraft 1000 N auf waagerechter Unterlage zu verschieben, wenn die Reibungszahl 0,4 beträgt?

Formel
Ein Stern

Aufgabe 688 (Mechanik, Kräfte)
Ein Spiralfeder hat eine Federkonstante D1. Die Feder wird halbiert und die Federkonstante D2
der jetzt halbierten Feder erneut bestimmt. Vergleiche D1 mit D2.
a) D1 ist größer als D2.
b) D1 ist gleich D2.
c) D1 ist kleiner als D2.

Zwei Sterne

Aufgabe 752 (Mechanik, Kräfte)
feder" Wird an eine Spiralfeder ein Gewicht von 1 N angehängt, so dehnt sie sich um 15 cm aus. Eine zweite, gleich lange Feder dehnt sich beim gleichen Gewicht nur um 10 cm.
Nun werden die beiden Federn nebeneinander gehangen und das 1-N-Gewicht mit einer Stange daran befestigt.
Dabei wird das Gewicht auf der Stange so angeordnet, dass sich sie beim Loslassen waagerecht nach unten bewegt.
Um welche Länge bewegt sich das Gewicht jetzt nach unten?
(Das Gewicht der Stange kann vernachlässigt werden.)
 

Zwei Sterne

Lösung nur mit Zugang

Aufgabe 753 (Mechanik, Kräfte)
Eine Straße steigt unter dem Winkel 6°an.
Ein aufwärtsfahrendes Auto der Masse 800kg wird so stark abgebremst, dass die Räder blockieren. Die Bremsspur beträgt 40m und die Gleitreibungszahl 0,5.
Zu berechnen ist die Geschwindigkeit, die der Wagen vor Beginn des Bremsvorganges hatte.

Formel
Drei Sterne

Lösung nur mit Zugang

Aufgabe 754 (Mechanik, Kräfte)
Ein Radfahrer fährt mit einer konstanten Geschwindigkeit von 15 km/h eine Steigung von 10% hinauf. Er muss dazu seine ganze Kraft aufbringen. Plötzlich erhöht sich die Steigung auf 12%, ohne dass er seinen Kraftaufwand weiter erhöhen kann. Wie weit kommt der Radfahrer, bis er stehen bleibt? Der Fahrer hat zusammen mit seinem Rad eine Masse von 75 kg. (Die Reibung soll vernachlässigt werden)

Formel
Drei Sterne

Lösung nur mit Zugang

Aufgabe 788 (Mechanik, Kräfte)
Eine 5 cm lange Schraubenfeder wird durch eine Kraft von 46,5 mN um 1,5 cm gedehnt.
a) Berechne die Federkonstante.
b) Die entspannte Feder werde nun durch das Anhängen von verschiedenen Massestücken im Bereich von Null bis 100 g belastet. Stelle die Gesamtlänge der Feder für diesen Bereich über der angehängten Masse in einem geeigneten Diagramm dar.

Formel
Zwei Sterne

Lösung nur mit Zugang

Aufgabe 941 (Mechanik, Kräfte)
bild Auf einen Tablett stehen drei gleiche Gläser nebeneinander. Das linke ist bis oben gefüllt, das mittlere bis zur Hälfte und das rechte ist leer.
Das Tablett wird nun angekippt. Welches der drei Gläser kippt als letztes um?
(Damit die Gläser nicht wegrutschen, werden sie durch eine dünne Kante gehalten.)

a) Das linke mit der roten Flüssigkeit.
b) Das mittlere mit der grünen Flüssigkeit.
c) Das rechte leere.
d) Alle drei Gläser kippen etwa gleichzeitig um.

Zwei Sterne

Aufgabe 965 (Mechanik, Kräfte)
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Der Zustand vor dem Durchschneiden des grünen Fadens.

(Bild
1
von 7)
Zwei Federn sind mit einem Faden verbunden, oben an einer Aufhängung befestigt und unten mit einem Gewicht belastet. Zwischen den beiden Federn werden zwei weitere Fäden befestigt, wie es in den Abbildungen dargestellt ist. Die Länge der Fäden ist so bemessen, dass die Fäden zwar straff sind, aber nicht belastet werden.
Was passiert mit dem Gewichtsstück, wenn der kurze grüne Faden durchgeschnitten wird?
a) Es bewegt sich in eine Ruhelage nach oben.
b) Es bleibt in dieser Höhe unverändert hängen.
c) Es bewegt sich in eine Ruhelage nach unten.
Hinweis: An Stelle der Federn lassen sich auch Gummis verwenden.
 

Zwei Sterne

Aufgabe 1014 (Mechanik, Kräfte)
teller Wenn man eine Reißzwecke ganz vorsichtig auf die Wasseroberfläche setzt, schwimmt sie auf Grund der Oberflächenspannung des Wassers.
In einem Teller befindet sich sauberes Wasser, auf dem mehrere Reißzwecken einzeln schwimmen. Die kleine Flotte wird nun etwa eine halbe Stunde in Ruhe gelassen. Was ist danach zu beobachten?
a) Die Zwecken schwimmen immer noch einzeln auf dem Wasser.
b) Die Zwecken sind alle zum Rand des Tellers geschwommen.
c) Die Zwecken haben sich zu einem Verbund zusammengeschlossen und keine schwimmt mehr einzeln herum.

 

Ein Stern

Aufgabe 1040 (Mechanik, Kräfte)
diagrammDas Diagramm zeigt für zwei Federn den Zusammenhang zwischen der Kraft, mit der an der Feder gezogen wird und der Ausdehnung.
a) Welche Feder ist härter?
b) Begründe deine Aussage mit Hilfe von Werten, die du aus dem Diagramm abließt.
 

Formel
Ein Stern

Aufgabe 1083 (Mechanik, Kräfte)
versuch
Ein Gummiband wird auf sein Elastizitätsverhalten hin untersucht. Dazu wird die in der Abbildung dargestellte Versuchsanordnung verwendet, bei der die Länge des Seiles in Abhängigkeit von der Belastung gemessen wird. Man erhält folgende Messwerte:
m in kg 2,0 4,0 6,0 8,0 10,0
L in m 0,83 0,95 1,08 1,18 1,25
a) Stellen Sie in einem Diagramm L(F) dar. F ist die Zugkraft.
b) Lesen Sie aus dem Diagramm die Länge des unbelasteten Seiles ab
c) Bestimmen Sie mit Hilfe der Messwerten, bis zu welcher Länge des Gummiseiles das Hooksche Gesetz gilt.
d) Bestimmen Sie für diesen Bereich die Federkonstante..
e) Beim Bungee-Springen wird ein Gummiseil verwendet, das aus 12 solchen Gummibändern besteht und im unbelasteten Zustand 12,0 m lang ist.
Bestimmen Sie die Federkonstante des Bungee-Seils und begründen Sie Ihre Entscheidung.

Nun soll der eigentliche Bungee-Sprung untersucht werden. Dazu werden zur Vereinfachung folgende Annahmen gemacht:
  • die Masse des Seils bleibt unberücksichtigt
  • der Luftwiderstand wird vernachlässigt
  • der Springer wird als Massepunkt betrachtet
  • der Proportionalbereich des Seiles wird während des Sprunges nicht überschritten
  • vor dem Absprung ist die Befestigung des Seils an der Plattform und am Springer auf gleicher Höhe. Dieser Punkt ist der Nullpunkt des Koordinatensystems.
f) Der Springer lässt sich nach vorn fallen und stürzt die ersten 12,0 m im freien Fall. Wie lange dauert der freie Fall und welche Geschwindigkeit hat er am Ende?
g) Nach den 12,0 m greift das Seil. Auf den Springer wirken nun die Gewichtskraft und die Kraft des Seiles. Zeichen Sie an einem Punkt, der den Springer darstellen soll, die beiden Kräfte und die daraus resultierende Kraft für eine Stelle ein, an der der Springer noch nach unten fliegt.
Wie verändern sich die Kräfte bis zum tiefsten Punkt des Sprunges?
h) Zeichnen Sie das Diagramm für F( y). F ist die resultierende Kraft und y der Abstand vom Absprungpunkt. Es soll der Bereich formel dargestellt werden.
i) Der in der letzten Teilaufgabe gezeichnete Graph schneidet die y-Achse. Dieser Punkt wird mit y1 bezeichnet.
Begründen Sie, dass der Springer in diesem Punkt die größte Geschwindigkeit erreicht hat.
j) Berechnen Sie für den Punkt y1 den Abstand zum Absprungpunkt.
k) In der in der Aufgabe h) gezeichneten Kurve wird die Fläche unter der Kurve im Bereich von 0m bis zum Punkt y1 schraffiert.
Begründen Sie, dass die Fläche der kinetischen Energie entspricht, die der Springer im Punkt y1 hat.
Zeigen Sie, dass er im Punkt y1 eine maximale Geschwindigkeit von formel hat.
l) Berechnen Sie mit maximale Fallstrecke des Springers, also den Abstand zwischen dem Startpunkt und dem Punkt, wo er unten wieder zur Ruhe kommt. Verwenden Sie dazu den Energieerhaltungssatz.
 

 

Formel
Drei Sterne

Lösung nur mit Zugang