IPhO-Aufgabensammlung Inhaltsverzeichnis

Aufgabe 63: Schaerfentiefe
Aufgabe 64: Schmelzen von Eis
An die innere Kugel abgestrahlte Leistung:
Aufgabe 65: Garnrolle
∆g = 2lg2
Df
P = 2πr 2 1(T 4 1 + T 4 2 − 2T 4 0 )σ
t = mEisλEis
P
≈ 3.3 h
Drehmoment um den Auflagepunkt:
M = RF × ⎛ ⎞ ⎛ ⎞
r sin α F cos α
F = ⎝R
− r cos α⎠
× ⎝F
sin α⎠
0
0
Mz = F (r − R cos α)
Je nach Vorzeichen des Drehmoments bewegt sich die Rolle nach links (positiv) oder nach rechts
(negativ).
Aufgabe 66: Resonante Tunneldiode
(a) En = n2 h 2
8l 2 m ∗
(b) Das Maximum (U1) entspricht dem Punkt mit αeU1 = E1, da danach ein steiler Abfall
folgt, also ist α ≈ 0.66. Weiterhin ist die Breite des Energiespektrums EF = E2 − E1 −
αe(U2 − U1) ≈ 0.55 eV, wobei U2 das Minimum bezeichnet.
(c) E2 − E1 ≈ 1 · 10 −19 J, 3
2 kT ≈ 6 · 10−21 J, also reicht die thermische Energie dafür nicht aus.
Aufgabe 67: Lawine
Man betrachte die kontinuierliche Version des Problems und bezeichne die Position der Lawine
auf dem Hang mit l, wobei 0 der Lage der obersten Flocke entspricht und l nach unten zunimmt.
Die Bewegungsgleichung lautet dann
Mit dem Ansatz l = 1
2 at2 bekommt man
l ¨ l + ˙ l 2 = lg sin α.
a = 1
g sin α.
3
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