IPhO-Aufgabensammlung Inhaltsverzeichnis

Masse MW = 0.018 kg · mol −1 ) der gleichen Temperatur enthält. Jeder der Ballons kann an der
Erdoberfläche (T0 = 20 ◦ C, p0 = 1 · 10 5 Pa) eine Gesamtlast von 300 kg heben. Man nehme an,
dass die Ballons die gleiche Form besitzen und aus dem gleichen gasdichten Material gefertigt
sind. Am unteren Ende besitzen beide eine kleine Öffnung.
(a) Welche Volumina besitzen die Ballons?
(b) Welche Energie ist jeweils notwendig, um das zum Befüllen notwendige Material von
Umgebungstemperatur auf 100 ◦ C aufzuheizen?
(c) Die Verringerung der Auftriebskraft des ersten Ballons direkt nach dem Befüllen beträgt
0.3 N · s −1 . Wie groß ist die Verringerung für den zweiten Ballon, wenn kein Kondenswasser
den Ballon verlässt?
Hinweis: spezifische Wärmekapazität von Wasser beträgt cW = 4200 J · kg −1 · K −1 , spezifische
Verdampfungswärme qW = 2.3 · 10 6 J · kg −1 .
2007 – 4. Runde
Aufgabe 38: Kondensatorreihenschaltung (3 Punkte)
a
A B
b
Die Abbildung zeigt zwei in Reihe geschaltete Plattenkondensatoren, wobei das Mittelstück der
Länge b horizontal verschiebbar ist. Die Fläche jeder Platte ist F . Wie groß ist die Gesamtkapazität
zwischen A und B?
Aufgabe 39: Schlittenziehen (4 Punkte)
Ein Kind zieht einen Schlitten der Masse m mit konstanter Geschwindigkeit eine schiefe Ebene
hinauf, die einen Winkel α mit der Horizontalen einschließt. Das Seil, an dem das Kind zieht,
schließt mit der schiefen Ebene einen Winkel β ein. Wie muss β gewählt werden, wenn die vom
Kind aufzubringende Kraft minimal werden soll? Wie groß ist die Kraft in diesem Fall? Der
Gleitreibungskoeffizient zwischen Schnee und Schlitten sei µ.
Aufgabe 40: Interferenz (4,5 Punkte)
d
l1
L
11
x