IPhO-Aufgabensammlung Inhaltsverzeichnis

Aufgabe 5: Stromdurchflossene Leiterschleife (5 Punkte)
I0
d
Eine stromdurchflossene Leiterschleife befindet sich in einer Ebene mit einem stromdurchflossenen
unendlich langen Leiter. Welche Kraft wirkt auf die Leiterschleife?
Aufgabe 6: Herunterfallende Kette (7 Punkte)
Eine lose zusammengelegte offene Kette mit der Länge 1 m liegt auf einer Tischkante 1 m über
dem Boden. Zum Zeitpunkt t = 0 fängt ein Ende der Kette an, reibungslos über die Tischkante
nach unten zu gleiten.
Nach welcher Zeit liegen beide Kettenenden auf dem Boden?
Nehmen Sie an, dass die Beschleunigung der Kette konstant bleibt, während die Kette über die
Tischkante gleitet.
Aufgabe 7: Temperaturmessung (3 Punkte)
Eine Glaskugel mit einem Volumen von 7 l ist mit Luft bei einer Temperatur von 27 ◦ C gefüllt.
Das anschließende U-förmige Rohr mit einem Querschnitt von 10 cm 2 ist mit Quecksilber gefüllt,
so dass dessen Höhe in beiden Schenkeln gleich ist. Der Außendruck beträgt 760 mmHg. Die Luft
wird nun erwärmt, so dass der Quecksilberspiegel im rechten Rohr um 5 mm ansteigt.
Welche Temperatur hat die Luft in der Kugel?
Aufgabe 8: Bremsmanoever (6 Punkte)
Eine Raumsonde umkreist mit der Geschwindigkeit u einen Planeten mit Masse M. Während
einer sehr kurzen Zeit wird die Sonde um ∆u1 in Flugrichtung abgebremst. Im zum Planeten
gegenüberliegenden Punkt wird die Sonde nochmals um ∆u2 abgebremst, so dass sie sich wieder
auf einer Kreisbahn bewegt.
(a) Bestimmen Sie ∆u2.
(b) Bestimmen Sie u/ũ, wenn ũ die Geschwindigkeit auf der neuen Kreisbahn ist. Ist das
Verhältnis größer, kleiner oder gleich 1?
3
a
IL
b