PYF01 - XX1 - K03

1. Ein Düsenflugzeug der Masse 73,5 Tonnen beschleunigt in 9,22 Sekunden
von null auf 100 km/h. Eine gleichförmig beschleunigte Bewegung wird vorausgesetzt.
a) Wie groß ist die Beschleunigung? (5 Punkte)
b) Welche Kraft wird auf das Flugzeug ausgeübt? (5 Punkte)
c) Vergleichen Sie die Kraft mit der Gewichtskraft des Flugzeugs.
(5 Punkte)
d) Welche Strecke legt das Flugzeug in den ersten 10,0 s zurück?
(5 Punkte)
e) Welche Geschwindigkeit wird auf 250 Meter Beschleunigungsstrecke
erreicht? (10 Punkte)
f) Welche Strecke braucht das Flugzeug, um 250 km/h zu erreichen?
(10 Punkte)
2. Ein Aufzug mit einem Fahrgast fährt beschleunigt nach oben. Diskutieren Sie
die auftretenden Kräfte auf den Fahrgast von einem erdfesten Koordinatensystem aus gesehen. Wie kann der Fahrgast den Sachverhalt in seinem mit dem
Fahrstuhl mitbewegten Koordinatensystem beschreiben? Wie bewegt sich ein
vom Fahrgast fallen gelassener Stein in beiden Koordinatensystemen?
(20 Punkte)
3. Rechnen Sie nach, dass sich der Drehimpuls einer punktförmigen Masse m bei
der Kreisbewegung nach den Gleichungen (2.35) nicht mit der Zeit ändert.
(10 Punkte)
4. Ein Testauto mit besonderer Messeinrichtung für den Benzinverbrauch fährt
mehrfach eine auf 100 m genau festgelegte Teststrecke von 14,2 km Länge
ab. An zwei Tagen werden folgende Werte ermittelt:
a) Definieren Sie Symbole für die Größen „Länge der Teststrecke“ und
„Verbrauchsvolumen“. (5 Punkte)
b) Bilden Sie daraus eine abgeleitete Größe „Verbrauchsvolumen pro Fahrtstrecke“. (5 Punkte)
c) Berechnen Sie das „Verbrauchsvolumen pro Fahrtstrecke“ für Tag 1,
Messwert Nr. 1. (5 Punkte)
d) Betrachten Sie die gesamte Messreihe von Tag 1. Bilden Sie den Mittelwert und die Standardabweichung des Verbrauchsvolumens. (5 Punkte)
e) Untersuchen Sie die Messreihe von Tag 2. (5 Punkte)
5. Welches Volumen nehmen 2,33 mol Stickstoff bei einem Druck von 100 kPa
und einer Temperatur von 300 K ein? (5 Punkte)