Aufgabe 2: Eine Walze mit Radius R=5cm, der Breite b=20cm und ...

Prof.Dr.Frank-Thomas NürnbergAufgabe 1: Welche Geschwindigkeit erreicht eine Vollkugel, die auf einer schiefen Ebenedie Höhe h ohne zu gleiten durchläuft ? Reibungseffekte können vernachlässigt werden.Aufgabe 2: Eine Walze mit Radius R=5cm, der Breite b=20cm und der Masse m= 1kg rollteine schiefe Ebene hinunter, ohne dabei zu gleiten. Aus dem Zustand der Ruhe wird nachDurchlaufen einer Höhendifferenz h= 40cm eine Geschwindigkeit der Translationsbewegungvon v=2 m/s erreicht. Was schließen Sie daraus über den inneren Aufbau der Walze (hohloder voll)?D:\Physik 1\PH1_N5_loesung.doc

Prof.Dr.Frank-Thomas NürnbergAufgabe 3: Zwei punktförmige Körper mit der gleichen Masse m seien auf einer annäherndmasselosen, dünnen Stange reibungsfrei gelagert. Die Stange rotiert mit einerWinkelgeschwindigkeit ω 0 um eine senkrecht zur Stange stehende Symmetrieachse. Diebeiden Massen haben den Abstand a voneinander.a.) Was passiert mit dem Drehimpuls, wenn die beiden Massen radial nach innen gezogenwerden?b.) welche Energie ist dabei erforderlich, um den Abstand auf einen Wert b zu verringern?c.) Wie groß ist diese Arbeit im Vergleich zur anfänglichen Rotationsenergie, wenn b=a/2 ist?D:\Physik 1\PH1_N5_loesung.doc

Prof.Dr.Frank-Thomas NürnbergAufgabe 4: Ein dünner Reifen rollt eine schiefe Ebene hinab. Welcher Bruchteil seinergesamten kinetischen Energie entfällt auf die auf die Reifenmitte bezogeneRotationsenergie? (Lösung: 50%)Aufgabe 5: Ein Schwungrad (Vollscheibe J=1/2 MR 2 ) mit Radius R=1m und der Masse m 1=2.94 kg sei mit einer massefreien Achse mit r=20 cm gelagert. Von der Achse wickelt sichein Seil ab, an dem eine zweite Masse m 2 =15kg hängt. Mit welcher Beschleunigung sinkt dieMasse nach unten und wie groß ist ω ?D:\Physik 1\PH1_N5_loesung.doc

Prof.Dr.Frank-Thomas NürnbergAufgabe 6: Ein Satellit der Masse m=1000 kg kreist in einer Höhe H= 40000 km um dieErde. a.) Wie groß ist seine Bahngeschwindigkeit v? b.) Wie groß ist seine kinetischeEnergie E kin ? c.) Zeigen Sie, daß die kinetische Energie E kin für beliebige Kreisbahnen gleich-E pot /2 ist.Aufgabe 7: a.) Welche Bahngeschwindigkeit v muß ein Erdsatellit haben, der einekreisförmige Bahn in der Höhe h über der Erdoberfläche beschreiben soll (H=1000 km)?b.) Welche Arbeit W’ muß aufgebracht werden, um diesen Satelliten der Masse m=200 kggegen die Wirkung der Schwerkraft auf seine Bahn zu heben und ihm die erforderlicheGeschwindigkeit v zu verleihen (Luftreibung werde vernachlässigt).c.) Welche kinetische und potentielle Energie hat der Mond auf seiner Bahn um die Erde?Nehmen Sie an der Mond bewege sich auf einer Kreisbahn mit dem Radius R=384 400 kmin 27 Tagen und 8 Stunden um die Erde. Die Eigenrotation des Mondes ist zuvernachlässigen. Die Mondmasse beträgt 1 / 81 der Erdmasse.D:\Physik 1\PH1_N5_loesung.doc

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