Prüfungsfragen zu Kapitel 2, Harten: “Physik für Mediziner“. Seite 1 ...

Prüfungsfragen zu Kapitel 2, Harten: “Physik für Mediziner“. Seite 1 von 3 Seiten
1F99
Eine Masse von 10 kg wird um 1 m senkrecht
hochgehoben.
Die dabei verrichtete Arbeit ist etwa
A 10 Joule
B 10 Watt
C 10 Newton
D 100 Joule
E 100 Watt
1H98
Ein Körper bewegt sich nach abgebildeter
Weg-Zeit-Kurve
A
B
C
D
E
Zum Zeitpunkt t 3 ist die
Geschwindigkeit kleiner als zum
Zeitpunkt t 4 .
Zum Zeitpunkt t 1 ist die
Geschwindigkeit größer als zum
Zeitpunkt t 2 .
Im Zeitintervall zwischen t 1 und t 4 ist
die mittlere Geschwindigkeit kleiner als
die maximale Geschwindigkeit.
Die Beschleunigung ist im Zeitintervall
zwischen t 3 und t 4 positiv.
Die mittlere Beschleunigung ist im
Zeitintervall zwischen t 1 und t 2 kleiner
als im Zeitintervall zwischen t 2 und t 3 .
1F98
Die Abbildung zeigt das Geschwindigkeits-Zeit-
Diagramm für die Bewegung eines Körpers.
Welche Aussagen treffen zu?
1 Die Geschwindigkeit ist zur Zeit t 1
größer als zur Zeit t 2 .
2 Die Beschleunigung ist zur Zeit t 1
größer als zur Zeit t 2 .
3 Zwischen t 2 und t 3 wird der größte
Geschwindigkeitswert erreicht.
4 Zwischen t 2 und t 3 wird der größte
Beschleunigungswert erreicht.
A
B
C
D
E
nur 1 und 2 sind richtig
nur 1 und 3 sind richtig
nur 1 und 4 sind richtig
nur 2 und 3 sind richtig
nur 2 und 4 sind
1F97
Ein Körper wird in Luft aus der Ruhe senkrecht
fallen gelassen.
Welche der folgenden Größen nimmt während
des Falls nicht zu?
A
B
C
D
E
Geschwindigkeit
Masse
Impuls
kinetische Energie
Reibungskraft
1H97
Eine 1 m lange und 1 kg schwere homogene
Stange wird in der gekennzeichneten Weise
(siehe Abbildung) unterstützt.
Welche Masse m ist rechts erforderlich, um
Gleichgewicht herzustellen?
A
B
C
D
E
0,25 kg
0,5 kg
1,0 kg
1,5 kg
2,0 kg
2F97
Gegeben sei das folgende Geschwindigkeits-
Zeit-Diagramm (1).
Welches der aufgeführten Weg-Zeit-
Diagramme (A) - (E) gehört zu diesem
Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm?
(Abszissen und Ordinaten linear geteilt; gleiche
Achsenteilung der Abszissen in allen sechs
Teilbildern)
1F99: D 1H98: C 1H97: C 1F98: D 1F97: B 2F97: B

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1H96
Ein Körper wird in Luft aus der Ruhe senkrecht
fallen gelassen. Welche der folgenden Größen
nimmt während des Falls nicht zu?
A
B
C
D
E
Geschwindigkeit
Impuls
potentielle Energie
kinetische Energie
Reibungskraft
2H96
Ordnen Sie der Größe "Leistung" die
zutreffende Einheit zu!
1F96
An einem zweiarmigen Hebel mit den Armen
l 1 =2 m und l 2 =0,4 m greifen die Kräfte F 1 und
F 2 unter 90° zum Hebel an. Die Kraft F 1 beträgt
2 N.
Im Gleichgewicht beträgt F 2 :
A
B
C
D
E
2 N
4 N
6 N
8 N
10 N
A kg × m × s -2
B kg × m 2 × s -2
C kg × m -1 × s -2
D kg × m 2 × s -3
E kg × m 2 × s -1
3H96
Zwei Fahrzeuge A und B werden hinsichtlich
ihres Bewegungsablaufes auf einer geraden
Bahn beobachtet. Aus den zu den Zeitpunkten
t 1 bis t 3 erreichten Orten x wird das folgende
Diagramm gewonnen.
Es ist wie folgt zu interpretieren:
1 Zum Zeitpunkt t 2 haben beide
Fahrzeuge die gleiche
Geschwindigkeit.
2 Zum Zeitpunkt t 1 ist die
Geschwindigkeit von B größer als die
von A.
3 Zum Zeitpunkt t 3 ist die
Geschwindigkeit von A größer als die
von B.
4 Beide Fahrzeuge haben nirgendwo im
Zeitintervall t 1 bis t 3 die gleiche
Geschwindigkeit.
5 Beide Fahrzeuge haben im
Zeitintervall t 1 bis t 3 konstante
Geschwindigkeit.
1H95
An einem zweiarmigen Hebel wirkt an dem
einen Arm mit der Länge l 1 = 20 cm eine Kraft
F 1 = 5 N.
Welche parallel zu F 1 gerichtete Kraft F 2 muß
an dem anderen Hebelarm mit der Länge l 2 =
100 cm angreifen, damit das gesamte
Drehmoment Null ist?
(Alle Kräfte wirken senkrecht zum Hebelarm)
A
B
C
D
E
F 2 = 1 N
F 2 = 5 N
F 2 = 25 N
F 2 = 100 N
F 2 = 500 N
A
B
C
D
E
nur 1 ist richtig
nur 1 und 5 sind richtig
nur 2 und 4 sind richtig
nur 3, 4 und 5 sind richtig
nur 1, 2, 4 und 5 sind richtig
1H96: C 2H96: D 3H96: D 1F96: E 1H95: A

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Lösungen:
1F99 Antwort D ist richtig
Auf Masse von 10 kg wirkt eine Gewichtskraft
von F = m⋅g ≈ 100 Newton. Also ist die Arbeit
100 Nm = 100 Joule. Watt ist die Einheit der
Leistung.
(siehe Kapitel 2.2.3)
1H98 Antwort C ist richtig
Die Geschwindigkeit ist proportional zur
Steigung der Kurve. Nimmt die Steigung zu, so
ist der Körper positiv beschleunigt. Nimmt die
Steigung ab, so wird er abgebremst (negative
Beschleunigung).
Kapitel 2.1.2 und 2.1.4
1F98 Antwort D ist richtig
Im Geschwindigkeits-Zeit-Diagramm ist die
Beschleunigung proportional zur Steigung.
Kapitel 2.1.2 und 2.1.4.
3H96 Antwort D ist richtig
Die Geschwindigkeit ist proportional zur
Steigung der Kurve. A und B fahren mit
konstanter Geschwindigkeit, A mit der
höheren.
1F96 Antwort E ist richtig
Das Hebelgesetz lautet hier:
l 1 ⋅F 1 = l 2 ⋅F 2
Kapitel 2.2.4.
1H95 Antwort A ist richtig
Hebelgesetz wie eben:
20 cm ⋅ 5 N = 100 cm ⋅ 1 N.
Kapitel 2.2.4.
1H97 Antwort C ist richtig
Die Gewichtskraft kann man sich im
Schwerpunkt angreifend denken. Der
Schwerpunkt des linken Stangenteils liegt bei
0,375 m vom Stützpunkt und der des rechten
Teils bei 0,125 m vom Stützpunkt. Damit ergibt
sich im Gleichgewicht nach dem Hebelgesetz:
0,75 kg ⋅ 0,375 m = 0,25 kg ⋅ 0,125 m + M ⋅ 0,25m
und daraus M = 1 kg.
Kapitel 2.2.4 und 2.2.6.
1F97 Antwort B ist richtig
Die Fallbewegung ist beschleunigt. Mit der
Geschwindigkeit wächst der Impuls m⋅v und
die kinetische Energie m 2
v
2 . Die Luftreibung
steigt mit der Geschwindigkeit an.
2F97 Antwort B ist richtig
Die Geschwindigkeit steigt zunächst linear an,
was einem parabelförmigem Verlauf der Weg-
Zeit-Kurve entspricht (die Ableitung einer
Parabel ist eine Gerade). Dann ist die
Geschwindigkeit konstant, was einer Gerade
im Weg-Zeit-Diagramm entspricht (die
Ableitung einer Geraden ist konstant).
Kapitel 2.1.1, Abb. 2.2.
1H96 Antwort C ist richtig
Die potentielle Energie nimmt ab. Siehe auch
Kommentar zu 1F97. Kapitel 2.2.3.
2H96 Antwort D ist richtig
Leistung ist „Kraft mal Weg“ durch Zeit. Kapitel
2.2.3