Übungen Physik für Mediziner WS 2005/2006 Blatt 3

Übungen Physik für Mediziner WS 2005/2006Blatt 3Abgabe bis 8.11.2005, 14:00 in den Briefkasten vor NB4/131Name:____________________Vorname:____________________Übungsgruppe(A-H):_____Aufgabe 1 (8 Punkte (3+2+3))Der Bizepsmuskel (s. Zeichnung) zieht sichzusammen, wenn ein Gewicht gehalten wird, wobeider Ellbogen einen Winkel von 90° bildet.Die Zeichnung ist nicht maßstäblich, der Winkel αist in Wirklichkeit größer und wird im Folgenden, derEinfachheit halber, als rechter Winkel betrachtet.a) Bestimmen Sie die Kraft F Bizeps , die aufgebrachtwerden muss wenn eine Last von 10kg gehaltenwerden soll. (Die Massen von Unterarm und Handwerden vernachlässigt, α=90°, g=10ms -2 )UnterarmBizeps30 cmα4cmOberarmb) Hand und Unterarm sollen ihren Schwerpunkt in einer Entfernung von 15cm vom Ellbogenhaben. Beide wiegen zusammen 2kg.Welches zusätzliche Drehmoment ist demzufolge aufLastarmseite noch zu berücksichtigen?c) Wie groß ist das gesamte Drehmoment, welches durch den Bizepsmuskel kompensiertwerden muss, wenn Hand und Unterarm mit berücksichtigt werden? (α=90°, g=10ms -2 )Aufgabe 2) 4 PunkteStellen Sie sich vor, Wasser würde, wie die meisten Stoffe, beim Gefrieren seine Dichteerhöhen. Welche der folgenden Aussagen träfe dann zu?a) Seen und Teiche würden vom Grund her zufrieren.b) Eisberge würden nicht schwimmen.c) Die Antarktis wäre eisfrei.d) Es gäbe keine Frostschäden auf Straßen.Begründen Sie Ihre AntwortenAufgabe 3: 2 (1+1) Punktea) Welche der folgenden Einheiten istkeine Energieeinheit?ABCDJouleNewtonmeterWattsekundeWattb) Ordnen Sie dem Drehmoment dieentsprechende Einheit zu!A N m -1B N m -2C N mD N m 2E keine dieser EinheitenBitte wenden!

Aufgabe 4 (4 Punkte (1+3))In der Medizin wird oft die Druckeinheit "Torr" verwendet. 1 Torr entspricht demSchweredruck einer 1mm hohen Quecksilbersäule, weshalb man auch von mmHg spricht.Quecksilber (chemisches Zeichen Hg) ist ein bei Zimmertemperatur flüssiges Metall mit derDichte 13,55gcm -3 .a) Ist "Torr" eine SI Einheit?b) Berechnen Sie den Umrechnungsfaktor zwischen Torr und Pa (und zwischen Pa und Torr).Berechnen Sie dazu zunächst den Schweredruck einer 1mm hohen Quecksilbersäule.Aufgabe 5 (2Punkte)Ein Skelettmuskel kontrahiere sich tetanisch mit verschiedenen Lasten; bei der maximalenLast (L max ) kann er sich nicht mehr verkürzen.Welche der Kurven (A) - (E) stellt am ehesten die Abhängigkeit der hierbei an der Lastgeleisteten (physikalischen) Arbeit von der jeweiligen Last dar?Zur Erinnerung: Die Homepage zur Vorlesunghttp://www.ep4.rub.de/ep4/lehre/WS05-06/Physik_fuer_Mediziner.html