Beim kettenkarussell hängen alle sitze an den ketten gleich schräg

Schon immer wollte Torsten Freiwald ein nagelneues Kettenkarussell haben. Jetzt hat es geklappt – zum stolzen Preis. In Riesa kann es ausprobiert werden.

Von Christoph Scharf

Punkt 18 Uhr ist es geschafft: Das Kettenkarussell steht. Der letzte Zaun ist eingehängt, die letzte Schraube angezogen. Zehn Stunden lang haben vier Mann daran gearbeitet, die neueste Attraktion auf dem Parkplatz Am Technikum für das Riesaer Stadtfest aufzustellen. Mit dem hat sich Torsten Freiwald, Schausteller in sechster Generation, einen Traum erfüllt. „Ich wollte schon immer ein modernes Kettenkarussell haben“, sagt der Chef eines Familienunternehmens: Schon als Kind hatte er an einem DDR-Kettenkarussell ausgeholfen.

Jetzt im März hat es endlich geklappt. Da konnte der Brandenburger seinen Neubau Made in Italy in Empfang nehmen. „Das ist nicht nur was für Kinder“, sagt Torsten Freiwald, „da fahren auch Jugendliche sehr gern mit!“ Denn das Teil zähle zu den schnellsten seiner Art – mit 22 Umdrehungen pro Minute. Das klingt nicht viel. „Aber die Ketten mit den Sitzen hängen dann waagerecht in der Luft.“ Wobei waagerecht nicht ganz stimmt: Denn das Fahrgeschäft kann weit mehr, als sich nur im Kreis zu drehen. Betätigt der Schausteller den Startknopf, fährt die Anlage mitsamt den Insassen erst ein ordentliches Stück in die Höhe, fängt sich an zu drehen und kippt dann schräg ab – sodass die rotierenden Sitze eine schräge Scheibe bilden.

Das alles funktioniert heute computergesteuert, fünf wählbare Fahrprogramme inklusive. Doch das ist nicht der einzige Grund, warum man sich vom Kaufpreis des Karussells auch zwei Ferrari-Neuwagen hätte leisten können – rund eine Dreiviertelmillion Euro kostet so ein fabrikneues Fahrgeschäft. „Dafür erfüllt es auch alle geltenden EU-Normen.“ Die Regeln haben sich zuletzt deutlich verschärft – was für die meisten alten Karussells wohl früher oder später das Aus bedeuten dürfte.

Neuerdings hat jeder Sitz nicht nur eine Sicherungskette, sondern einen stabilen Sicherungsbügel. Eine zusätzliche Kette zwischen den Beinen verhindert, dass jemand durchrutschen kann. Nun hängt jeder Sitz an vier Ketten, von denen allerdings schon eine einzige sechs Tonnen halten könnte.

Tauglich für die Nordseeküste

Im Karussell selbst verbergen sich zusätzliche Sicherungsleinen. Und auch die Stahlkonstruktion selbst ist viel stärker als früher. „Damit können wir auch in der Windlastzone 4 unser Karussell aufbauen“, sagt Torsten Freiwald. Die gilt in Deutschland nur an der Nord- und Ostseeküste, wo der meiste Sturm zu erwarten ist. Tatsächlich hat der Brandenburger seinen neuen Kettenflieger in den vergangenen Monaten auch schon in Stralsund bei den Wallensteintagen aufgebaut, in Rostock bei der Hansesail, in Goslar beim Schützenfest, in Leipzig bei der Kleinmesse, in Dresden beim Stadtfest.

So gut wie jedes Wochenende sind Freiwald, seine Frau, die beiden Kinder und die Schwiertochter woanders in Deutschland zu finden. Das heimische Häuschen in Herzberg/Elster beziehen sie quasi nur von Ende Dezember bis Mitte März. Ansonsten gehen sie seit Jahren mit ihrem Klassiker „Breake Dance“ – einer schrägen Scheibe mit sich drehenden Gondeln drauf – auf Tour, außerdem mit zwei Schankwagen, die in Riesa nahe des Kinos aufgebaut werden. Dann ist alles bereit für das dreitägige Riesaer Stadtfest von Freitag bis Sonntag. Danach geht es für Familie Freiwald gleich weiter: nach Bremen.

Aufgabe 1 (Mechanik, Volumen und Dichte)
"Hans im Glück" - sicher kennst du das Märchen, in dem Hans einen Goldklumpen geschenkt bekommen hat, der so groß ist wie sein Kopf (Volumen etwa 4 dm3). Wie schwer war der Goldklumpen, den Hans "in sein Tuch einwickelte und forttrug"?

Aufgabe 2 (Mechanik, Volumen und Dichte)
In drei Flaschen werden je 100g Benzin, 100g Öl und 100g Wasser gefüllt. Warum haben die Flüssigkeitsspiegel eine unterschiedliche Höhe? In welcher steht die Flüssigkeit am höchsten?

Aufgabe 3 (Mechanik, Volumen und Dichte)

Aufgabe 4 (Mechanik, Volumen und Dichte)

Stoff	Dichte
Benzin
Petroleum
Olivenöl
Wasser

Aufgabe 5 (Mechanik, Volumen und Dichte)
Ist ein Goldwürfel mit 3 cm Kantenlänge und der Masse 350 g massiv?

Aufgabe 6 (Mechanik, Volumen und Dichte)
Eine Sprudelflasche hat, mit ¾l Wasser gefüllt, die Masse 1,35 kg. Welches Volumen hat das Glas der Flasche?

Aufgabe 7 (Mechanik, Volumen und Dichte)
Die folgende Aufgabe ist entnommen aus: Klett: Walter Stein, Physik-Geschichten aus Bad Einstein:
Auf dem Flachdach von Hannelores modernem Kuhstallbungalow liegt am Montagmorgen um 8.00 Uhr schon eine 2 m hohe Schneeschicht. Das 12m x 5m große Dach trägt maximal eine Last von 282 kN. Und es schneit wie bekloppt: 5 cm pro Stunde! Hannelore kann sich aber einfach nicht aufrappeln, um Schnee zu fegen.
Um wieviel Uhr bricht ihr die Bude über dem Kopf zusammen?
Schnee hat eine Dichte von 0,2 g/cm3.

Aufgabe 8 (Mechanik, Volumen und Dichte)
Wie groß ist die Masse des Benzins, das in einem Tankfahrzeug mit einem Fassungsvermögen von 15 000 l (1 l = 1 000 cm3) transportiert wird?

Aufgabe 101 (Mechanik, Volumen und Dichte)
Ein LKW darf nur 0,5 m hoch mit Ziegelsteinen beladen werden, damit seine Höchstlast nicht überschritten wird. Wie hoch könnte man ihn mit Schaumstoff beladen?

Aufgabe 102 (Mechanik, Volumen und Dichte)

Aufgabe 103 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)

Aufgabe 104 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)

Aufgabe 105 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)

Aufgabe 106 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)
Mit einer 1,60 m langen Brechstange soll eine Steinplatte angehoben werden. Die Masse der Steinplatte beträgt 72 kg. Die Gewichtskraft der Platte (Last) greift an einem Ende der Stange in 40 cm Abstand vom Drehpunkt an.
Welche Kraft muß man am anderen Ende aufwenden, wenn die Brechstange als zweiseitiger Hebel eingesetzt wird?

Aufgabe 107 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)

Aufgabe 108 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)

Aufgabe 109 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)
An einer hydraulischen Hebebühne beträgt die Fläche des Pumpenkolbens 5 cm2. Es wirkt eine Kraft von 200 N.
a) Wie schwer darf der zu hebende Körper und der Arbeitskolben zusammen höchstens sein, bei einer Fläche des Arbeitskolbens von 15 dm2.
b) Berechne den auftretenden Druck in Pa und bar.

Aufgabe 110 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)
Mit einer hydraulischen Anlage soll ein Körper mit 60 kN Gewicht um 2 m angehoben werden. Die Fläche des kleinen Kolbens für die Pumpe beträgt 5 cm2, die des großen Kolbens für die Hebebühne 400 cm2.
a) Berechne den Druck in der Flüssigkeit.
b) Berechne die notwendige Kraft am Pumpenkolben.
c) Um welche Wegstrecke muß der Pumpenkolben bewegt werden?
d) Zeige an dieser hydraulischen Anlage, daß die Goldene Regel der Mechanik gilt.

Aufgabe 111 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)
Bei einem Hebel wird eine der beiden angreifenden Kräfte verdoppelt. Welche Möglichkeiten gibt es, das Gleichgewicht wieder herzustellen?

Aufgabe 112 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)

Aufgabe 113 (Mechanik, Reibung)
Warum soll man an der Kletterstange und am Kletterseil nicht zu schnell hinab rutschen?

Aufgabe 114 (Mechanik, Reibung)
Welche Art von Reibung tritt am Hinterrad eines Motorrades zwischen Reifen und Straße auf
a) beim normalen Anfahren?
b) beim Fahren im Leerlauf?
c) beim Abbremsen mit blockierendem Rad?
d) beim Kavaliersstart mit dem herben Geruch verbrannten Gummis (hier wird trotz rotierender Reifen keine Fahrzeugbewegung vorausgesetzt)?

Aufgabe 115 (Mechanik, Reibung)
Begründe, warum der Bremsweg eines Autos mit blockierten Rädern länger ist als mit rollenden Rädern. Welche Bedeutung kommt dem Anti-Blockier-System zu?

Aufgabe 116 (Mechanik, Reibung)
In der Computerbranche wirbt man für Prozessorlüfter, die mit einem Kugellager ausgestattet sind. Sie sind zwar teurer als Lüfter mit Gleitlager, sollen aber länger halten? Begründe, ob das wirklich so ist oder nur ein Werbeschwindel?

Aufgabe 117 (Mechanik, Reibung)
Nenne Beispiel, bei denen die Reibung möglichst gering sein sollte, die Reibung also schlecht ist und Beispiele, wo sie möglichst hoch sein sollte, also gut ist.

Aufgabe 118 (Mechanik, Reibung)
Beschreibe, was passiert, wenn bei einer Autofahrt die Reibung für einige Zeit nicht wirken würde.

Aufgabe 119 (Mechanik, Reibung)
Eine Kiste mit einer Masse von 50 kg wird auf einem waagerechten Betonboden verschoben. Dazu wird eine waagerecht angreifende Kraft von 350 N aufgewendet. Die Gleitreibungszahl zwischen Kiste und Boden hat für jeden Bewegungszustand den Wert 0,6.
Welche Geschwindigkeit hat die Kiste nach 10 s erreicht, wenn keine Anfangsgeschwindigkeit vorlag?
Wie ist zu handeln, wenn die Geschwindigkeit im folgenden unverändert bleiben soll?

Aufgabe 120 (Mechanik, Reibung)
Zwei durch eine Schnur verbundene, unterschiedlich rauhe Körper der Massen m1 = 4 kg und m2 = 8 kg gleiten auf einer mit dem Winkel Alpha = 30° zur Horizontalen geneigten Ebene abwärts. Die Koeffizienten der Gleitreibung betragen µ1 = 0,1 für m1 und µ2 = 0,2 für m2.
a) Geben Sie die Beschleunigung a1 und a2 von jedem Körper an, wenn sie nicht verbunden sind.
b) Bestimmen Sie die Beschleunigung des Systems aus beiden Körpern, wenn der Körper 2 hinterhergleitet und der Faden gespannt ist.
c) Berechnen Sie die Seilkraft der Schnur unter den Bedingungen der Aufgabe b).
d) Was passiert, wenn die Reihenfolge der beiden Körper beim Start vertauscht werden?

Aufgabe 121 (Mechanik, Reibung)

Aufgabe 122 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 123 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 124 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Zur Zeit t=0 fährt 60m vor einem PKW (VPkw= 54km/h) eine Straßenbahn mit einer Geschwindigkeit von 36km/h. Beide behalten ihre Geschwindigkeit bei.
a) Wie viel Meter muss der PKW fahren, bevor er die Straßenbahn erreicht?
b) Welche Strecke legt die Straßenbahn in dieser Zeit zurück?
c) Wann erreicht der PKW die Straßenbahn?

Aufgabe 125 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Ein Motorradfahrer fährt in der Ebene 1 km mit 60 km/h. Nun kommt ein sehr steiler, kurvenreicher Berg mit einer 1 km langen Steigung, die er nur mit 30 km/h bewältigen kann. Wie schnell müsste er nach dem Gipfel den Berg herunterfahren (1 km langes Gefälle), um eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 60 km/h halten zu können?
(Die Geschwindigkeitswechsel seien als plötzlich angenommen.)
a) 75 km/h
b) 90 km/h
c) 120 km/h
d) unendlich schnell

Aufgabe 126 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Ein Auto mit 60 kmh-1 wird von einem zweiten mit 70 kmh-1 überholt. Wie lange dauert der Überholvorgang und welche Fahrstrecke muss der Überholer dabei zurücklegen?
Der gegenseitige Abstand vor und nach dem Überholen betrug 20 m und beide Wagen sind je 4 m lang.

Aufgabe 127 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Im Märchen Rapunzel wird das Mädchen von der Zauberin in einem Turm eingesperrt, der ohne Tür war und nur oben ein kleines Fenster hatte. "Wenn die Zauberin hinein wollte, so stellt sie sich unten hin und rief: "Rapunzel, Rapunzel, laß mir dein Haar herunter". Rapunzel hatte lange prächtige Haare, fein wie gesponnenes Gold. Wenn sie nun die Stimme der Zauberin vernahm, so band sie ihre Zöpfe los, wickelte sie oben um einen Fensterhaken und dann fielen die Haare zwanzig Ellen tief hinunter, und die Zauberin stieg daran herauf."
Wie alt war Rapunzel, wenn sie nie beim Haarschneiden war und die Haare etwa 1 cm im Monat wachsen? Eine Elle sind etwa 70 cm.

Aufgabe 128 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 129 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Ein Radfahrer startet um 7.00 Uhr von einem Ort und fährt mit der mittleren Geschwindigkeit 20 km/h auf dem Radweg entlang der Bundesstraße. Um 9.00 Uhr fährt ein Auto von demselben Ort in dieselbe Richtung ab. Es besitzt die mittlere Geschwindigkeit 80 km/h. Wann und nach welcher Strecke hat das Auto den Radfahrer eingeholt?

Aufgabe 130 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Wie lange braucht ein Radfahrer, der mit einer mittleren Geschwindigkeit von 18 km/h unterwegs ist, um von Eilenburg nach Wittenberg (Entfernung 65 km) zu radeln? Drücken Sie die benötigte Zeit einmal in Stunden und einmal in Minuten aus.

Aufgabe 131 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Ein Radfahrer fährt 40 Minuten mit der mittleren Geschwindigkeit von 18 km/h. Dann pausiert er 5 Minuten. Nun fährt er weitere 20 Minuten mit 15 km/h. Welche Strecke hat er insgesamt zurückgelegt und wie groß war seine Durchschnittsgeschwindigkeit?

Aufgabe 132 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Auto beschleunigt gleichmäßig in 12 s von 0 auf 100 kmh-1. Welchen Weg hat es in dieser Zeit zurückgelegt?

Aufgabe 133 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Eine Rakete soll in 2,5 min die Geschwindigkeit 5 kms-1 erreichen. Wie groß ist die Beschleunigung und welchen Weg legt die Rakete in dieser Zeit zurück?
Die Beschleunigung verringert sich nach dieser Zeit auf 75%. Welche Zeit wird nun benötigt, um die erste kosmische Geschwindigkeit von 7,9 kms-1 zu erreichen? (Beide Bewegungen sollen als gleichmäßig beschleunigte Bewegungen betrachtet werden.)

Aufgabe 134 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Die Beschleunigung des ICE-Höchstgeschwindigkeitszuges der Deutschen Bahn AG kann bis zu 1,2 ms-2 erreichen.
a) Nach welcher Zeit würde danach der Zug seine Höchstgeschwindigkeit von 350 kmh-1 erreichen?
b) Welche Strecke hat er dann zurückgelegt?
c) Der Zug komme danach auf der Strecke von 3500 m aus der Höchstgeschwindigkeit zum Stillstand. Berechnen Sie die Bremsbeschleunigung und die Bremszeit.

Aufgabe 135 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Eine junge Familie (Vater, Mutter, Baby im Wagen) machen einen langen Spaziergang. Auf dem Rückweg bekommt das Baby 1500 m vor dem Haus der Familie Hunger und ist nur durch ein Fläschchen zu beruhigen. Der Vater sprintet mit einer konstanten Geschwindigkeit von 11,0 km/h los, schnappt sich zu Hause ohne Pause das bereit stehende Fläschchen und rennt mit der gleichen Geschwindigkeit zurück. Die Mutter ist während dessen mit konstant 5,0 km/h weiter gelaufen. Wie lange muss das Baby nach dem Losrennen des Vaters schreien, bis es was zu trinken bekommt?

Aufgabe 136 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein PKW fährt mit einer Geschwindigkeit von 80 kmh-1.
Der Fahrer bemerkt in 65 m Entfernung ein Hindernis und bremst nach einer Reaktionszeit von 0,8s mit einer konstanten Bremsbeschleunigung von - 6,0 ms-2.
Kommt das Fahrzeug rechtzeitig zum Stillstand?
Zeichnen Sie das Geschwindigkeit-Zeit und das Weg-Zeit-Diagramm. Berechnen Sie für das Weg-Zeit-Diagramm drei weitere Wertepaare.

Aufgabe 137 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Auto steigert seine Geschwindigkeit gleichmäßig von v1 = 120 kmh-1 auf v2 = 150 kmh-1. Wie groß ist die Beschleunigung und der zurückgelegte Weg, wenn die Geschwindigkeitserhöhung in der Zeit von 10 Sekunden erfolgt?

Aufgabe 138 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Die Schweiz schreibt vor, daß auf ihren Gebirgsstraßen der Bremsweg bei einer Talfahrt unter 6 m liegen muß. Mit welcher Geschwindigkeit darf man also höchstens zu Tal fahren, wenn das Gefälle 18° und die Gleitreibungszahl auf 0,4 gesunken ist (Rollsplitt!) ?

Aufgabe 139 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
In einem Stau stehen zwei Autos in einem Kopfabstand von 6,0 m. (Beim Kopfabstand ist die Fahrzeuglänge einbezogen). Beim Auflösen des Staus fährt das erste Auto mit einer Beschleunigung von 2,0 m/s2 an, das zweite folge 2,0 s später mit der gleichen Beschleunigung.
a) Welchen Kopfabstand haben beide Autos nach 10s?
b) Welche Beschleunigung müßte der zweite haben, damit er zu diesem Zeitpunkt bereits neben ersten Auto fährt? (Länge beider PKW sei 4,5 m)

Aufgabe 140 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Radfahrer fährt 40 s mit der gleichbleibenden Geschwindigkeit von 18 km/h . Dann beschleunigt er in 20 s auf 28,8 km/h . Diese behält er 1 Minute bei und bremst dann innerhalb 40 s zum Stillstand ab.
a) Welche Strecke legt er beim Beschleunigen zurück?
b) Wie groß ist die Bremsbeschleunigung?
c) Wie groß ist die gesamt zurückgelegte Strecke?

Aufgabe 141 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Körper bewegt sich 5 s mit der Geschwindigkeit 8 m/s. Dann verringert er seine Geschwindigkeit innerhalb 3 s auf 5 m/s. Diese behält er 12 s bei. Nun bremst er innerhalb 4 s bis zum Stillstand ab. Wie groß ist die zurückgelegte Strecke insgesamt?

Aufgabe 142 (Mechanik, freier Fall)
Aus welcher Höhe müssen Fallschirmspringer zu Übungszwecken frei herabspringen, um mit derselben Geschwindigkeit (7 ms-1) anzukommen wie beim Absprung mit Fallschirm aus großer Höhe?

Aufgabe 143 (Mechanik, freier Fall)

Von der Spitze eines Turmes läßt man einen Stein fallen. Nach 4 Sekunden sieht man ihn auf dem Boden aufschlagen.
a) Wie hoch ist der Turm?
b) Mit welcher Geschwindigkeit trifft der Stein auf den Erdboden auf?
c) Nach welcher Zeit hat der Stein die Hälfte seines Fallweges zurückgelegt?
d) Welche Zeit braucht der Stein zum Durchfallen der letzten 20 m?
e) Nach welcher Zeit (vom Loslassen aus gerechnet) hört man den Stein aufschlagen? Die Schallgeschwindigkeit sei 320 ms-1.

Aufgabe 144 (Mechanik, freier Fall)

Aufgabe 145 (Mechanik, freier Fall)

Aufgabe 146 (Mechanik, freier Fall)
Im luftleeren Raum fallen alle Körper gleich schnell und erleiden die gleiche Beschleunigung. Zwei Kugeln, die im luftgefüllten Raum fallen, mögen gleiche Abmessungen haben, doch sei die eine aus Blei und die andere aus Holz. Der Luftwiderstand ist den Oberflächen proportional, und diese sind gleich.
Beide Kugeln werden gleichzeitig fallengelassen. Was ist zu erwarten:
a) Beide Kugeln erreichen gleichzeitig den Boden, da der Luftwiderstand für beide gleich ist und somit keine Rolle mehr spielt.
b) Die Holzkugel trifft eher auf, weil sie eine geringere Dichte hat.
c) Die Bleikugel trifft eher auf, weil auf sie eine größere Schwerkraft wirkt.

Aufgabe 147 (Mechanik, Würfe)

Aufgabe 148 (Mechanik, Würfe)
Autounfall: In einer Wiese 1 m unterhalb des Niveaus einer Straßeneinmündung liegt ein Autowrack. Zu ihm führen 30 cm tiefe, 3 m lange Radspuren im weichen Boden, die 10 m von der Böschungskante entfernt beginnen. Offenbar hat der Fahrer übersehen, dass seine Straße nicht weiter geht und ist über die Böschung gesaust.
a) Fertigen Sie eine Skizze an und beschreiben Sie die Bewegung des Autos.
b) Wie schnell fuhr das Auto?
c) Mit welcher Geschwindigkeit schlug es auf der Wiese auf?
d) Beschreiben Sie die Energieumwandlungen dieses Unfalls.

Aufgabe 149 (Mechanik, Würfe)

Aufgabe 150 (Mechanik, Würfe)
Ein Ball soll von einem Startpunkt so in eine 6.0 m entfernte und 1,5 m über dem Startpunkt gelegene Öffnung geworfen werden, dass er dort waagerecht ankommt. Wie groß müssen Abwurfwinkel und Abwurfgeschwindigkeit sein? Es gilt:

Aufgabe 151 (Mechanik, Würfe)

Aufgabe 152 (Mechanik, Würfe)
Zur Gartenbewässerung wird in einem Behälter, der 3000 l fasst, Regenwasser aufgefangen und mit Hilfe einer Pumpe und einem Halbzollschlauch zu den bedürftigen Pflanzen geleitet. Hält man den Schlauch in Höhe des Erdbodens und spritzt schräg nach oben, trifft der Strahl in maximal 63 cm Entfernung auf den Boden. Wieviel Liter Wasser kommen pro Minute zu den Pflanzen?
(Der störende Einfluss des Luftwiderstandes wird vernachlässigt, so dass die Bahn des Wasserstrahl eine Wurfparabel ist)

Aufgabe 153 (Mechanik, Drehbewegung)
Der Erdradius beträgt etwa 6370 km. Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sich ein Punkt auf der Erdoberfläche des Äquators bei der Erddrehung? Beachten Sie: Die Erde dreht sich in einem Tag einmal um sich selbst.

Aufgabe 154 (Mechanik, Drehbewegung)
Die Erde bewegt sich auf einer annähernd kreisförmigen Bahn um die Sonne. Der Radius dieser Kreisbahn beträgt etwa 150 Millionen Kilometer. Mit welcher Geschwindigkeit bewegt sich die Erde auf dieser Bahn? Drücken Sie die Geschwindigkeit im km/s aus.

Aufgabe 155 (Mechanik, Drehbewegung)
Der Ort Peenmünde auf Usedom (geografische Breite 54°)wurde durch die vor und im Zweiten Weltkrieg durchgeführten Raketenversuche berühmt und berüchtigt. Viele große Raktenpioniere haben unter Leitung von Wernher von Braun an der Entwicklung des Aggregates 4 (A4) gearbeitet. Das A4 wurde später Grundlage aller Weltraumraumrakten und ist als V2 beim Beschuß von London unrühmlich in die Geschichte eingegangen.
Heutige Raktenstartplätze befinden sich immer in der Nähe des Erdäquators, damit die Geschwindigkeit der Erdrotation maximal ausgenutzt wird. Wie groß ist die maximale zusätzliche Geschwindigkeit, die eine Rakete in Peenmünde erhalten würde, wenn die Rakete in Richtung der Erdrotation (Osten) starten würde?

Aufgabe 156 (Mechanik, Drehbewegung)

Aufgabe 157 (Mechanik, Drehbewegung)
Wie viel Umdrehungen pro Minute macht ein Rad eines Fahrrades bei einer Geschwindigkeit von 25 kmh-1?(Bei einem 28er-Fahrrad beträgt der Durchmesser eines Rades 28 Zoll = 711 mm.)

Aufgabe 158 (Mechanik, Drehbewegung)
Die Spitze des Minutenzeigers einer Turmuhr hat die Geschwindigkeit 1,5 mms-1. Wie lang ist der Zeiger?

Aufgabe 159 (Mechanik, Drehbewegung)
Das Rad eines Autos dreht sich mit der Drehzahl n0 = 10s-1. Bei einer gleichmäßigen sanften Abbremsung dauert es 30 s, bis das Auto steht.
a) Wie viel Umdrehungen macht das Rad noch, bis es zum Stillstand kommt?
b) Das Rad hat einen Radius von 30 cm. Wie groß ist dann der Anhalteweg?
c) Wie groß war die anfängliche Bahngeschwindigkeit des Autos?

Aufgabe 160 (Mechanik, Drehbewegung)
Ein Rad drehe sich zunächst mit einer Winkelgeschwindigkeit

Aufgabe 161 (Mechanik, Drehbewegung)
Eine Ultrazentrifuge erreicht 23 940 Umdrehungen pro Minute bei einem Radius von 10 cm. Welchen Weg legt ein Teilchen in einer Millisekunde zurück?

Aufgabe 162 (Mechanik, Kräfte/ Federn)
Zeichnen Sie die Resultierende von zwei gleich großen Kräften mit 150 N, die einen Winkel von a) 0°,
b) 30 °, c) 45°, d) 120° und e) 180° miteinander bilden. Bestimmen Sie den Betrag der Resultierenden.

Aufgabe 163 (Mechanik, Kräfte/ Federn)

Aufgabe 164 (Mechanik, Kräfte/ Federn)
An einem Leitungsmasten ziehen die Drähte horizontal nach Westen mit 750 N und horizontal nach Norden mit 1100 N. Bestimmen Sie die Richtung und den Betrag der Resultierenden. Wie kann man den Mast durch ein Seil sichern?

Aufgabe 165 (Mechanik, Kräfte/ Federn)
Was versteht man unter der Gewichtskraft eines Körpers?
b) Was versteht man unter der Masse eines Körpers?
c) Weshalb ist die Gewichtskraft eines Körpers nicht überall gleich?

Aufgabe 166 (Mechanik, Kräfte/ Federn)

Aufgabe 167 (Mechanik, Kräfte/ Federn)
Wird an eine Feder eine Masse von 100g gehängt, dehnt sie sich um 12 cm aus. Welche Masse ist notwendig, um die Feder um 20 cm zu dehnen?

Aufgabe 168 (Mechanik, Kräfte/ Federn)

Aufgabe 169 (Mechanik, Kräfte/ Federn)

Aufgabe 170 (Mechanik, Kräfte/ Federn)

Aufgabe 171 (Mechanik, Kräfte/ Federn)
Welche Kraft ist nötig, um einen Schrank der Gewichtskraft 1000 N auf waagerechter Unterlage zu verschieben, wenn die Reibungszahl 0,4 beträgt?

Aufgabe 172 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
a) Ein Junge gibt einem Ball mit der Masse 0,5 kg in der Zeit von 0,2 s aus der Ruhe eine Geschwindigkeit von 8 ms-1. Welche Kraft übt er auf den Ball aus?
b) Mit welcher Geschwindigkeit fliegt der Ball weg, wenn er durch zähes Training seine Schussstärke verdoppelt hat?

Aufgabe 173 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
Ein Zug mit der Gesamtmasse 600 t erreicht beim Anfahren von der Haltestelle aus auf der Strecke von 2,45 km die Fahrgeschwindigkeit 120 kmh-1. Wie groß ist die Kraft, mit der die Lokomotive den Zug zieht?

Aufgabe 174 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
Ein Hammer der Masse 500 g schlägt waagerecht mit 4,0 ms-1 auf einen Nagel. Dieser gibt 2 cm nach. Wie groß ist die mittlere Kraft des Hammers? Wie groß ist sie, wenn der Nagel fester sitzt und nur um 0,5 mm nachgibt?
Zeigen Sie, dass die Kraft des Hammers automatisch mit der Härte des Widerstandes steigt. Formulieren Sie damit eine "Theorie des blauen Daumens".

Aufgabe 176 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
Stößt man einen Hammer mit dem Stiel nach unten auf die Tischplatte, so wird der Eisenkörper auf den Stiel gekeilt. Erklären Sie diesen Vorgang.

Aufgabe 177 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
Ein Dieb hat seine Beute in einem Sack aus schlechtem Material. Warum zerreißt der Sack, wenn er ihn rasch hochhebt, nicht aber, wenn er ihn langsam anhebt?

Aufgabe 178 (Mechanik, Newtonsche Axiome)

Aufgabe 179 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
Erklären Sie mit Hilfe eines Newtonschen Axioms, warum beim Anfahren einer Straßenbahn die Fahrgäste, die sich nicht festhalten oder keinen sicheren Stand haben, umfallen können.

Aufgabe 180 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
Nehmen Sie aus physikalischer Sicht zu folgender Geschichte von Theodor Storm Stellung: "...Da lag der kleine Häwelmann mit offenen Augen in seinem Rollenbett und hielt das eine Beinchen wie einen Mastbaum in die Höhe. Sein kleines Hemd hatte er ausgezogen und hing es wie ein Segel an seiner kleinen Zehe auf; dann nahm er ein Hemdzipfelchen in jede Hand und fing mit beiden Backen an zu blasen. Und allmählich, leise, leise, fing es an zu rollen, ...".

Aufgabe 181 (Mechanik, Newtonsche Axiome)

b) Wie groß ist die Zugkraft im Seil?

c) Welche Zugkraft im Seil ergeben sich für m2 = 3 kg?

Aufgabe 182 (Mechanik, Energie)
Ein Auto (m = 800 kg) fährt mit der Geschwindigkeit 100 km/h. Bestimmen Sie seine kinetische Energie.

Aufgabe 183 (Mechanik, Energie)
Ein Körper bewegt sich reibungsfrei aus eine Höhe von 2,0 m herab. Welche Geschwindigkeit kann er unten maximal erreichen?

Aufgabe 184 (Mechanik, Energie)
Eine Kraft von 40 N dehnt eine Feder um 8 cm. Wie groß ist die in der gespannten Feder gespeicherte Energie?

Aufgabe 185 (Mechanik, Arbeit)

Aufgabe 186 (Mechanik, Energie)

Aufgabe 187 (Mechanik, Energie)

Aufgabe 188 (Mechanik, Energie)
Ein Schlitten der Masse 60 kg startet aus der Ruhe von einem Hügel aus 5 m Höhe und erreicht den Fuß des Hügels mit einer Geschwindigkeit von 6 ms-1.
Welchen Betrag an Energie hat er durch Reibung usw. verloren?

Aufgabe 189 (Mechanik, Energie)
Ein Auto (Masse 900kg) nähert sich mit konstanter Geschwindigkeit von 90 km/h einer Steigung, als der Motor ausfällt. Wie lang darf der Anstieg (Steigungswinkel 8°) höchstens sein, damit das Auto das obere Ende der Steigung gerade noch erreichen kann?
Welche Geschwindigkeit hat das Auto, wenn es die ersten 200m der Steigung zurückgelegt hat?

Aufgabe 190 (Mechanik, Energie)
Welcher Wasserstrom in l/min ist erforderlich, wenn bei einem Gefälle von 4,5 m bei einer Wasserturbine eine Leistung von 70 kW abgenommen werden soll? Der Turbinenwirkungsgrad beträgt 80 %.

Aufgabe 191 (Mechanik, Energie)
In einem Wasserkraftwerk wird Wasser an einer Staumauer angestaut und stürzt dann nach unten. Wie hoch müsste eine Staumauer sein, damit die potentielle Energie ausreicht, dass herabstürzende Wasser zu verdampfen (Die auftretenden Verluste bei den Energieumwandlungen werden vernachlässigt)?

Aufgabe 192 (Mechanik, Rotation)

Aufgabe 193 (Mechanik, Rotation)

Aufgabe 194 (Mechanik, Rotation)
Eine Waschmaschine schleudert mit 800 Umdrehungen pro Minute die Wäsche in einer Trommel vom Radius 26 cm. Mit welcher Kraft wird dabei ein Wassertropfen der Masse 1 g nach außen gedrückt? Welche Masse besitzt dieselbe Gewichtskraft?

Aufgabe 195 (Mechanik, Rotation)
Eine Achterbahn soll eine Loopingkurve durchfahren. Sie durchfährt den höchsten Punkt des Kreises mit der Geschwindigkeit 50 km/h. Wie groß darf der Radius der Kreisbahn höchstens sein?

Aufgabe 196 (Mechanik, Rotation)
Aus welcher Höhe h muss eine Kugel reibungsfrei herabrollen, um einen senkrechten Kreis mit dem Radius 2 m (Looping) ohne herabzufallen durchrollen zu können? Wie schnell muss die Kugel im tiefsten und im höchsten Punkt des Loopingkreises sein?

Aufgabe 197 (Mechanik, Rotation)
Durch die Drehung der Erde wirkt auf eine Person am Äquator eine Fliehkraft (im Gegensatz zu einer Person am Pol). Um wie viel Prozent ist daher das Gewicht einer Person am Äquator geringer als am Pol?

Aufgabe 198 (Mechanik, Rotation)
Wie oft müsste sich die Erde täglich um ihre Achse drehen, wenn dadurch die Erdanziehung am Äquator (g = 9,78 ms-2) aufgehoben werden soll? (Erdradius 6371 km)

Aufgabe 199 (Mechanik, Rotation)
Erklären Sie, warum in einer nicht überhöhten Kurve ein Auto bei zu großer Geschwindigkeit aus der Kurve getragen werden kann.

Aufgabe 200 (Mechanik, Rotation)
Die Kurve einer Rennbahn soll bei einem Kurvenradius von 50 m für die Geschwindigkeit 36 km/h gebaut werden. Welche Neigung der Bahn ist optimal?

Aufgabe 201 (Mechanik, Rotation)
Eine fiktive Raumstation hat die Form einer Tonne mit einem Radius von r = 9 m. Wie schnell müsste sich die in der Schwerelosigkeit befindliche Station drehen, um an der Außenwand künstlich die Schwerkraft der Erde herzustellen? Geben Sie die Umdrehungen pro Minute und die Drehfrequenz.

Aufgabe 202 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)
Eine Eiskunstläuferin beginnt eine Pirouette , in dem sie für eine Umdrehung 0,4 s benötigt. Durch Heranziehen der Arme verringert sich das Trägheitsmoment um 22%. Welche Drehzahl hat sie nun?

Aufgabe 203 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)
Ein Vollzylinder und eine Kugel mit gleichem Radius rollen mit gleicher Anfangsgeschwindigkeit v0 eine geneigte Ebene hinauf. a) Leiten Sie für jeden Körper eine Gleichung zur Berechnung der von den Körpern auf der geneigten Ebene erreichten Höhe her und vergleichen Sie diese Höhen? b) Wie hängt für den Vollzylinder die erreichte Höhe von der Masse des Körpers ab?

Aufgabe 204 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)
Eine Kiste, eine Vollkugel (r = 10 cm) und ein Vollzylinder (r = 10 cm, l = 10 cm), deren Massen je 10 kg betragen, bewegen sich längs einer geneigten Eben von 10 m Länge und 2,5 m Höhe abwärts. Berechnen Sie Beschleunigung und Zeit für den gesamten Weg
a) für die Kiste bei reibungsfreiem Gleiten
b) für die Kiste bei einem Reibungsfaktor 0,2
c) für die Kugel
d) für den Zylinder
( bei c) und d) wird reines Rollen ohne Verlust an mechanischer Energie angenommen)

Aufgabe 205 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)
Ein Satellit hat die Form eines Zylinders mit einem Durchmesser von 1 m und einer Höhe von ebenfalls 1 m. Seine Masse beträgt 550 kg. Er dreht sich zur Stabilisierung in 2 s einmal um sein Achse. Durch den Verbrauch von Kühlflüssigkeit sinkt seine Masse um 50 kg. Wie lange braucht der Satellit jetzt für eine Umdrehung?
(Die Massen sind gleichmäßig im Satelliten verteilt, er ist als Vollzylinder zu betrachten)

Aufgabe 206 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)
Ein Elektromotor bringt eine 2,00 m lange Welle aus Stahl, die die Form eines geraden Kreiszylinders hat, aus dem Stillstand auf die Drehzahl 280 min-1. Dabei nimmt der Motor die elektrische Energie 43,7 kJ auf. Sein Wirkungsgrad beträgt 80 %.
Berechnen Sie das Trägheitsmoment der Welle.

Aufgabe 207 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)
Die im Kranz eines Schwungrades (ri = 50 cm, ra = 60 cm) bei n = 500 min-1 gespeicherte Energie soll unter Abbremsen bis zum Stillstand während einer halben Minute die mittlere Leistung 12 kW liefern.
a) Welche Masse muss der Kranz haben?
b) Welche Anlaufzeit ist bei Verwendung eines Motors notwendig, der die mittlere Leistung 3 kW entwickelt und einen Wirkungsgrad von 73 % hat?

Aufgabe 208 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)
Das Trägheitsmoment einer massiven Holzwalze von 6 kg Masse, 12 cm Durchmesser und 1m Länge soll durch Einhüllen in einen Bleimantel verdreifacht werden. Wie dick muss dieser sein?
(Dichte von Blei: 11,3 g/cm3)

Aufgabe 209 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)
Eine Schwungscheibe (Vollzylinder) mit 100cm Durchmesser und dem Trägheitsmoment 1200kgm2 hat eine Drehzahl von 70min-1. Sie wird 20s lang durch ein konstantes Drehmoment von 2000Nm beschleunigt.
Zeichnen Sie das Drehwinkel-Zeit-Diagramm und das Winkelgeschwindigkeit-Zeit-Diagramm für die Zeit 5 Sekunden vor Beginn der Beschleunigung bis zum Ende der Beschleunigungsphase.
Berechnen Sie die Geschwindigkeit am Rand der Scheibe nach der Beschleunigung.
Wie groß ist die Masse der Scheibe?

Aufgabe 210 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)
a) Welche Geschwindigkeit erreicht eine Vollkugel, die auf einer schiefen Ebene aus der Höhe h reibungslos herunterläuft?
b) Wie ändert sich die Geschwindigkeit, wenn an Stelle der Kugel ein Vollzylinder mit gleicher Masse und mit gleichem Radius herab rollt?

Aufgabe 211 (Mechanik, Gravitation, Keplersche Gesetze)
Auch der Mond übt, aufgrund seiner Masse von 7,4·10 22 kg, noch eine Gravitationskraft auf Körper aus, die sich auf der Erdoberfläche befinden. Damit hängt die Gewichtskraft eines Menschen auch von der Stellung des Mondes ab: sie ist am kleinsten, wenn der Mond genau darüber steht. (Das hängt nicht mit den Mondphasen zusammen, der Mond ist auch da, wenn wir ihn nicht sehen) Um welchen Wert wird die Gewichtskraft eines 75 kg schweren Menschen durch den Einfluss des Mondes kleiner?

Aufgabe 212 (Mechanik, Gravitation, Keplersche Gesetze)
Mit welcher Kraft ziehen sich 2 Schiffe, von denen jedes die Masse von 30 000 Tonnen besitzt, an, wenn sie im Hafen in einem mittleren Abstand von 400 m ankern?

Aufgabe 213 (Mechanik, Gravitation, Keplersche Gesetze)
Welche Geschwindigkeit muss eine Rakete besitzen, die die Erde in einer Höhe von 2000 km zur Erdoberfläche umkreist? (Erdmasse M = 6·1024 kg )

Aufgabe 214 (Mechanik, Gravitation, Keplersche Gesetze)
Eine Person besitzt eine Masse von 75 kg. Der Erdradius beträgt 6370 km, die Erdbeschleunigung wird an der Erdoberfläche mit 9,81 m/s2 bestimmt. Bestimmen Sie daraus mit Hilfe des Gravitationsgesetzes die Masse der Erde. (Achten Sie beim Ergebnis auf die Zehnerpotenz)

Aufgabe 215 (Mechanik, Gravitation, Keplersche Gesetze)
Stellen Sie anschaulich dar, was im 3. Keplerschen Gesetz die Proportionalität

Aufgabe 216 (Mechanik, Gravitation, Keplersche Gesetze)
Die Umlaufdauer der Erde um die Sonne beträgt 1 Jahr = 365,25 d. Der Erdabstand r ist 1 AE = 150 Mill. km. Bestimmen Sie daraus die Sonnenmasse M und geben Sie das Verhältnis Sonnenmasse M zur Erdmasse m an. (Erdmasse m = 6·1024 kg )

Aufgabe 217 (Mechanik, Gravitation, Keplersche Gesetze)
In welcher Entfernung vom Erdmittelpunkt wird ein zwischen Erde und Mond befindlicher Gegenstand schwerelos?
(Abstand Mondmittelpunkt - Erdmittelpunkt 384 400 km, Mondmasse = 1/81 Erdmasse)

Aufgabe 218 (Mechanik, Gravitation, Keplersche Gesetze)

Aufgabe 219 (Mechanik, Gravitation, Keplersche Gesetze)
In welchem Abstand zur Erdoberfläche müsste ein Satellit die Erde am Äquator umkreisen, wenn er über einem Punkt der Erdoberfläche stillzustehen scheint? Welche Bahngeschwindigkeit besitzt er auf dieser Bahn?

Aufgabe 220 (Mechanik, Gravitation, Keplersche Gesetze)
In welchem Abstand zur Sonne müsste ein Himmelskörper diese umkreisen, wenn seine Umlaufdauer 2,0 Jahre betragen würde?(1 AE = 150 Mill. km = Abstand Erde-Sonne)

Aufgabe 221 (Mechanik, Schwingungen)
Eine Schaukel, die aus einem an zwei dünnen Seilen aufgehängten dicken Brett besteht, hat eine bestimmte Schwingungsdauer T. Wie ändert sich diese Schwingungsdauer, wenn ein Mensch auf der Schaukel sitzt und schaukelt?

1. Die Schwingungsdauer wird größer.
2. Die Schwingungsdauer ändert sich nicht.
3. Die Schwingungsdauer wird kleiner.

Aufgabe 222 (Mechanik, Schwingungen)
a) Bestimmen Sie die Frequenz, mit der eine Feder schwingt, an der ein 2 kg schwerer Körper hängt und die eine Federkonstante von 198,2 Nm-1 hat.
b) Die Amplitude der Schwingung beträgt 10 cm. Zeichnen Sie für zwei Perioden das y-t-Diagramm!
c) Zur Zeit t0 = 0 befindet sich der Körper am Ort der Gleichgewichtslage. Zu welchen Zeiten befindet er sich während der zwei Perioden an den Umkehrpunkten?

Aufgabe 223 (Mechanik, Schwingungen)
Ein Körper der Masse 2,5 kg hängt an einem 1,4 m langen Faden.
a) Berechnen Sie die Periodendauer für einen Ort, an dem die Erdbeschleunigung 9,81 ms-2 beträgt.
b) An einem anderen Ort misst man mit demselben Pendel die Schwingungsdauer 2,4 s. Wie groß ist dort die Erdbeschleunigung?

Aufgabe 224 (Mechanik, Schwingungen)

Aufgabe 225 (Mechanik, Schwingungen)

Aufgabe 226 (Mechanik, Schwingungen)
An einem 20 m langen Kranseil hängt ein Betonteil der Masse 1,0 t. Auf Grund einer Unachtsamkeit des Kranführers beginnt das Seil mit der maximalen Auslenkung von 5,0° zu schwingen.
a) Berechnen Sie die maximale Geschwindigkeit, die das Betonteil im Verlauf der ersten Periode erreicht.
b) Berechnen Sie die Periodendauer und stellen Sie die horizontale Auslenkung in Abhängigkeit von der Zeit grafisch dar.
Geben Sie mindestens zwei Gültigkeitsbedingungen für Ihre verwendeten Gleichungen an.
c) Begründen Sie, dass die Kraft, die das Seil belastet, beim Durchschwingen der Gleichgewichtslage am größten ist. Berechnen Sie den Betrag dieser Kraft.

Aufgabe 228 (Mechanik, Schwingungen)
Ein Pendel führt in 2 Minuten 90 Schwingungen aus. Bestimmen Sie die Frequenz der Schwingung in Hz.

Aufgabe 229 (Mechanik, Schwingungen)
An einem Fadenpendel hängt eine Masse von 1 kg und schwingt. Geben Sie die Rückstellkräfte bei den folgenden 2 Auslenkwinkeln an:
a) Alpha = 5°
b) Beta = 20°

Aufgabe 230 (Mechanik, Schwingungen)
An einer ausgesuchten Stelle auf der Erde beträgt die Schwerebeschleunigung g genau 9,810 m/s². Dort wurde ein Fadenpendel so eingerichtet, dass seine Schwingdauer 2,00 Sekunden beträgt. An einem anderen Ort macht es täglich 100 Schwingungen mehr. Wie groß ist g dort?

Aufgabe 231 (Mechanik, Druck)

Aufgabe 232 (Mechanik, Druck)
Wie groß ist der Auflagedruck eines Würfels mit der Kantenlänge von 8 cm, der aus Holz gefertigt wurde (Dichte= 0,8 g/cm³)?

Aufgabe 233 (Mechanik, Druck)
Ein frisches Ei wird mit einer Kraft von 10 N auf die Nadelspitze eines Eipickers (A = 0,01 mm²) gedrückt. Welcher Druck wirkt auf die Eierschale?

Aufgabe 234 (Mechanik, Druck)
Ein U-Boot hat eine Ausstiegsöffnung mit einem Durchmesser von 0,6 m. Mit welcher Kraft drückt das Wasser in 20 m Tiefe auf den Verschlussdeckel?

Aufgabe 235 (Mechanik, Druck)

Aufgabe 236 (Mechanik, Druck)

Aufgabe 237 (Mechanik, Druck)
Begibt man sich in große Höhen, merkt man, dass der Luftdruck recht schnell abnimmt, das Atmen fällt schwerer. Warum aber wird der Luftdruck mit steigender Höhe immer kleiner?
a) Je weiter man nach oben kommt, um so kleiner wird die Erdanziehungskraft Damit wird die Luft nicht mehr so stark angezogen und der Druck sinkt.
b) Der Druck entsteht durch die Gewichtskraft der darüber liegenden Luftschichten. Je höher man kommt, um so weniger Luft liegt über einem und der Druck sinkt.
c) In einem Gas höherer Temperatur ist der Druck größer als in einem Gas niedriger Temperatur. Je höher man kommt, um so kälter wird es und der Druck sinkt ( Gesetz von Amontons).

Aufgabe 238 (Mechanik, Druck)

Aufgabe 239 (Mechanik, Druck)
Das der Mondstaub aus Stärkepulver (Mondamin) besteht, ist ja kein Geheimnis mehr. :-) Wie würde aber ein Staubsauger dafür auf dem Mond im Vergleich zur Erde funktionieren?
a) Er saugt in der gleichen Zeit viel mehr als auf der Erde.
b) Er saugt genau so viel wie auf der Erde.
c) Er saugt etwas weniger als auf der Erde.
d) Er saugt gar nichts.

Aufgabe 240 (Mechanik, Druck)
Warum gibt es keine Tiefseefische in Aquarien?

Aufgabe 241 (Mechanik, Auftrieb)
Warum und wie ändert sich der Tiefgang eines Schiffes, wenn es von der Nordsee (Salzwasser) in den Hamburger Hafen (Süßwasser) fährt?

Aufgabe 243 (Mechanik, Auftrieb)
Aus einem Boot, welches auf einem Teich schwimmt, wird ein Stein ins Wasser geworfen. Wie verändert sich der Wasserspiegel im Teich?
a) Er sinkt.
b) Er bleibt gleich.
c) Er steigt.

Aufgabe 244 (Mechanik, Auftrieb)
Zwei gleich große Bechergläser sind bis zum Rand mir Wasser gefüllt, wobei in dem einen Glas ein Stück Holz schwimmt. Vergleiche das Gewicht der gefüllten Gläser.
a) Das ohne Holz ist schwerer.
b) Beide sind gleich schwer.
c) Das mit Holz ist schwerer.

Aufgabe 245 (Mechanik, Auftrieb)
Ein Ziegelstein mit den Maßen 24 cm x 12 cm x 7 cm wird ins Wasser geworfen. Welche Kraft muss man aufbringen, um den Stein unter Wasser anzuheben? (Dichte Ziegelstein  = 1,4 g/cm3)

Aufgabe 246 (Mechanik, Auftrieb)
Wie groß ist die Wandstärke einer Hohlkugel aus Aluminium mit Radius r=30mm, die in Wasser schwimmt und dabei zur Hälfte herausragt?

Aufgabe 247 (Mechanik, Auftrieb)
Ein in Wasser schwimmender Holzkörper von 300 kg soll versenkt werden. Wie viel Kg Steine sind mindestens notwendig, um ein Wiederaufsteigen zu verhindern?
Bekannt sind die Dichten der Stoffe:

Aufgabe 248 (Mechanik, Auftrieb)

Im Keller einer Schule steht ein Tank, der randvoll mit 60 000 l Heizöl gefüllt ist. Bei einem Hochwasser wird der Keller bis zur Decke mit Wasser überflutet. Der Öltank reist sich aus der Verankerung los und steigt nach oben. Mit welcher Kraft drückt er von unten an die Kellerdecke. Welcher Masse würde das entsprechen, wenn man die Kraft als Gewichtskraft eines Körpers annimmt? (Das Öl hat eine Dichte von 0,8 g/cm3, die Masse des Öltanks wird vernachlässigt)

Aufgabe 249 (Mechanik, Auftrieb)
Ein Schiff befindet sich auf hoher See, wobei die Dichte des Meerwassers 1,03 g/cm3 beträgt. Das Schiff fährt dann in den Hafen ein. Die Dichte des Hafenwassers beträgt lediglich 1,00 g/cm3. Nachdem das Schiff 600 Tonnen Last abgeladen hat, liegt es genauso tief im Wasser, wie auf hoher See. Welche Masse hat das Schiff ohne die Ladung?

Aufgabe 250 (Mechanik, Auftrieb)
U-Boote haben Seitentanks, die geflutet oder mit Druckluft wieder leergepumpt werden können. Beschreibe, wie U-Boote
a) untertauchen,
b) auftauchen oder
c) im Wasser schweben können.
Vergleiche dabei auch die Gewichtskraft mit der Auftriebskraft.

Aufgabe 647 (Mechanik, Impuls)
Ein Güterwaggon der Masse m = 25 t rollt ein 50 m langes, unter 2° gegen die Horizontale geneigtes Gleis hinab und stößt dann auf einen dort abgestellten, ruhenden Güterwaggon der Masse M = 18 t. Beim Anstoßen kuppeln beide Wagen zusammen und bilden eine Einheit.
a) Mit welcher Geschwindigkeit stößt der erste Waggon an den zweiten?
b) Mit welcher Geschwindigkeit rollen beide Waggons weiter?

Aufgabe 648 (Mechanik, Impuls)
Ein Körper mit der Masse m1 stößt mit der Geschwindigkeit v1 gegen einen ruhenden Körper mit der Masse m2. Der Stoß wird als elastisch, gerade und zentral angegeben. In diesem Fall berechnet man die Geschwindigkeiten der Körper nach dem Stoß mit den Gleichungen

Aufgabe 649 (Mechanik, Impuls)
Für den geraden, elastischen Stoß zweier Körper gilt sowohl der Energieerhaltungssatz als auch der Impulserhaltungssatz. Leiten Sie aus diesen beiden Erhaltungssätzen die Geschwindigkeiten beiden Körper nach dem Stoß her.

Aufgabe 650 (Mechanik, Impuls)
Beim Zerfall eines Radiumkerns wird ein Alphateilchen mit der Geschwindigkeit 1,5*107 m/s emittiert.
Welche Geschwindigkeit erhält der Tochterkern bei diesem Vorgang.

Aufgabe 651 (Mechanik, Impuls)

Aufgabe 652 (Mechanik, Impuls)
Auf einer geneigten Ebene bewegen sich zwei Gleiter A und B in entgegengesetzter Richtung aufeinander zu, der eine hoch und der andere runter. Die Gleiter bewegen sich reibungsfrei und sollen als Massepunkte betrachtet werden.
Der Gleiter A mit der Masse 220 g bewegt sich zum Zeitpunkt 0 s durch den Punkt 0 m mit der Anfangsgeschwindigkeit 1,5 m/s nach oben. Zum gleichen Zeitpunkt beginnt der Gleiter B mit der Masse 120 g am Punkt 1,8 m aus der Ruhelage frei nach unten zu gleiten.
Am Treffpunkt stoßen die Gleiter vollkommen unelastisch zusammen, sind dann also als ein Körper zu betrachten.
Für die Bewegung der Gleiter bis zum Zusammenstoß gelten folgende Weg-Zeit-Gesetze:
Gleiter A:

Aufgabe 653 (Mechanik, Impuls)
Ein Boot der Masse 44 kg treibt auf einem Fluss (Strömungsgeschwindigkeit 4 km/h). Ein Junge (56 kg) springt mit 3 m/s ins Boot. Bestimmen Sie die Geschwindigkeit des jetzt bemannten Bootes nach dem Sprung, falls
a) der Junge in Flussrichtung springt
b) der Junge entgegengesetzt zur Flussrichtung springt.

Aufgabe 654 (Mechanik, Impuls)
In zwei verschiedenen Experimenten werden auf horizontaler Bahn Stöße zwischen dem Körper 1 mit der Masse 100 g und dem Körper 2 mit der Masse 200 g experimentell untersucht. An Körper 1 ist in Stoßrichtung eine elastisch verformbare Feder angebracht. Die Masse der Feder ist vernachlässigbar.

c) Zu einem bestimmten Zeitpunkt haben die beiden Körper die gleiche Geschwindigkeit.
Berechnen Sie die in diesem Moment in der Feder gespeicherte Energie.

Aufgabe 655 (Mechanik, Impuls)
Ein Körper der Masse m1 = 2 kg und der Geschwindigkeit v1 = 24 km/h trifft elastisch auf einen zweiten, ruhenden Körper der Masse m2. Nach dem Stoß bewegen sich beide Körper mit gleich großer, aber entgegengesetzt gerichteter Geschwindigkeit voneinander weg. Wie groß ist die Masse m2 des zweiten Körpers und wie groß der Geschwindigkeitsbetrag nach dem Stoß?

Aufgabe 656 (Mechanik, Impuls)
In eine Lore von 800 kg Masse, die mit einer Geschwindigkeit 1,5 ms-1 fährt, fallen von oben 600 kg Schotter. Auf welchen Betrag sinkt dadurch die Geschwindigkeit der Lore?

Aufgabe 657 (Mechanik, Wellen)
In x-Richtung breitet sich eine Seilwelle der Frequenz 0,8 Hz, der Amplitude 12 cm und der Wellengeschwindigkeit 2 m/s aus. Die Welle startet zum Zeitpunkt t = 0 an einem Seilende (x = 0).
a) Wann beginnt das Seilteilchen bei x = 2 m zu schwingen?
b) Welche Auslenkung hat das Seilteilchen bei x = 1 m nach 3 s?

Aufgabe 658 (Mechanik, Wellen)
In einem Praktikumsversuch wird der Zusammenhang zwischen der Spannung einer Saite und der Ausbreitungsgeschwindigkeit einer Querwelle auf dieser Saite untersucht.

Nach jeder Änderung der Spannkraft wird die Länge des schwingenden Teils der Saite mit einem beweglichen Steg so verändert, dass nach dem Anzupfen die Grundfrequenz 440 Hz ertönt.
Die Messwerte sind in der Tabelle aufgeführt:

a) Zeigen Sie, dass F proportional zu s2 ist.
b) Berechnen Sie jeweils die Ausbreitungsgeschwindigkeit c und stellen Sie c in Abhängigkeit von F in einem Diagramm dar.
c) Geben Sie eine Gleichung für die Funktion an.
d) Entnehmen Sie dem Diagramm die Ausbreitungsgeschwindigkeit für die Kraft 25,0 N und überprüfen Sie das Wertepaar anhand der Gleichung.

Aufgabe 659 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Pkw erhöht seine Geschwindigkeit in 3 s von 50 auf 80 km/h.
a) berechnen sie die Beschleunigung a
b) berechnen sie den Weg s
c) zeichnen sie das zugehörige t-v-Diagramm
d) zeichnen sie das zugehörige t-s-Diagramm

Aufgabe 660 (Mechanik, Volumen und Dichte)
"In den alten Zeiten, wo das Wünschen noch geholfen hat, lebte ein König, dessen Töchter waren alle schön; aber die jüngste war so schön, dass die Sonne selber, die doch so vieles gesehen hat, sich verwunderte, sooft sie ihr ins Gesicht schien. Nahe bei dem Schloss des Königs lag ein großer dunkler Wald, und in dem Walde unter einer alten Linde war ein Brunnen: wenn nun der Tag recht heiß war, so ging das Königskind hinauf in den Wald und setzte sich an den Rand des kühlen Brunnens: und wenn sie Langeweile hatte, so nahm sie eine goldene Kugel, warf sie in die Höhe und fing sie wieder; und das war ihr liebstes Spielzeug."
So beginnt das Märchen "Der Froschkönig oder der eiserne Heinrich" der Gebrüder Grimm. Der weitere Verlauf und der Ausgang der Geschichte dürfe bekannt sein oder kann nachgelesen werden.
Aber: welche Masse hatte die goldene Kugel?
Die gesamte Kugel hat einen Durchmesser von 10 cm. Da der König viele Töchter hat, muss er natürlich sparen und konnte nur eine vergoldete Kugel anschaffen. Der Goldmantel hat eine Dicke von 5 mm und der Kern der Kugel besteht aus Eisen.

Aufgabe 661 (Mechanik, Reibung)

Aufgabe 663 (Mechanik, Würfe)
Ein Stein wird mit der Geschwindigkeit v0 = 20 m/s horizontal von der Höhe h aus abgeworfen. Er erreicht in der Horizontalen eine Wurfweite von x = 40m.
a) Wie groß sind die Abwurfhöhe und die Flugzeit?
b) Mit welcher Geschwindigkeit und unter welchem Winkel zur Horizontalen trifft der Stein auf den Boden?

Aufgabe 665 (Mechanik, Würfe)
Beim Handball wird ein Ball zum Tippen mit 25 km/h nach unten geworfen.
a) Mit welcher Geschwindigkeit schlägt der Ball auf dem Boden auf?
b) Nach welcher Zeit kommt er zur Hand des Spielers zurück. Die Hand befindet sich beim Abwurf und beim Zurückkommen in 70 cm Höhe.

Aufgabe 666 (Mechanik, Auftrieb)
Ein Kind (m =30 kg) will so viele Luftballons kaufen, das es abheben kann. Wie viele kugelrunde Ballons voll Helium mit dem Radius von 0,3m muss es mindestens kaufen ? Die Masse eines leeren Ballons beträgt 2 g, die Dichte von Luft 1,29 kg/m3 und die Dichte von Helium 0,178 kg/m3.

Aufgabe 667 (Mechanik, Auftrieb)

Aufgabe 668 (Mechanik, Arbeit)

Aufgabe 672 (Mechanik, Strömung)

Aufgabe 673 (Mechanik, Strömung)

a) Das Wasser steigt auf der rechten Seite an und fällt auf der linken ab.

b) Der Wasserspiegel bleibt in beiden Schenkeln gleich.

c) Das Wasser steigt auf der linken Seite an und fällt auf der rechten ab.

Aufgabe 674 (Mechanik, Gewichtskraft)
Was versteht man unter der Gewichtskraft eines Körpers?
Was versteht man unter der Masse eines Körpers?

Aufgabe 679 (Mechanik, Volumen und Dichte)
a) Beschreibe, wie man das Volumen eines goldenen Reifens bestimmen kann.
b) Wie kann man überprüfen, ob der Reifen wirklich aus Gold besteht?

Aufgabe 682 (Mechanik, Impuls)
Ein Wagen (Masse m1 = 4kg) prallt mit einer Geschwindigkeit v1 = 1,2 m/s auf einen zweiten (m2 = 5 kg), der sich in gleicher Richtung mit der Geschwindigkeit v2 = 0,6 m/s bewegt.
a) Wie groß sind die Geschwindigkeiten der beiden Wagen, wenn der Stoß elastisch ist?
b) Wie ändern sich die kinetischen Energien beim zentralen elastischen Stoß?
c) Wie lauten die Lösungen, wenn die Wagen aufeinander zulaufen?

Aufgabe 683 (Mechanik, Impuls)
Ein leerer Güterwagen A mit der Masse mA = 2,5 t rollt auf einer horizontalen Strecke mit vA = 2 m/s gegen einen stehenden Wagen B mit der Masse mB = 5 t. Beide Wagen sind sogleich gekoppelt. Welches ist die gesamte Energie vor und nach dem Stoß? Die Reibung bleibe unberücksichtigt.

Aufgabe 685 (Mechanik, Auftrieb)

Aufgabe 686 (Mechanik, Schwingungen)
Eine Feder wird vertikal befestigt, mit einer Masse beschwert und vertikal ausgelenkt. Nun wird die Schwingungsdauer bestimmt.
Der gleiche Versuch ( gleiche Feder, gleiche Masse) wird auf dem Mond durchgeführt. Wie ändert sich die Schwingungsdauer?
a) Gar nicht, da in der Gleichung für die Schwingungsdauer einer Feder der Ort des Versuches keinen Einfluß hat.
b) Sie wird größer, da bei der Bestimmung der Federkonstante die Gewichtskraft Einfluß hat. Diese nimmt auf dem Mond ab und damit wird die Federkonstante größer
c) Die Schwingungsdauer kann größer oder kleiner werden. Das hängt von der Auslenkung zu Beginn des Versuchs ab.

Aufgabe 687 (Mechanik, Newtonsche Axiome)

a) Es reißt immer der obere Faden.
b) Es reißt immer der unter Faden.
c) Es reißt zufällig der obere oder der unter Faden.

Aufgabe 688 (Mechanik, Kräfte/ Federn)
Ein Spiralfeder hat eine Federkonstante D1. Die Feder wird halbiert und die Federkonstante D2
der jetzt halbierten Feder erneut bestimmt. Vergleiche D1 mit D2.
a) D1 ist größer als D2.
b) D1 ist gleich D2.
c) D1 ist kleiner als D2.

Aufgabe 690 (Mechanik, Reibung)
Ein Körper liegt am Rand eines 1 m langen , sauberen Holztisches. Er wird so angestoßen, daß er am anderen Rand nach 2 Sekunden stehenbleibt. Hat der Körper Räder?

a) Na klar, hat er.
b) Kann man nicht sagen.
c) Hat er nicht.

Aufgabe 691 (Mechanik, Reibung)
Nimm einen Schrubber oder Besen und lege ihn auf die Zeigerfinger, der in einem Abstand von etwa 1m gehaltenen Hände. Nun schiebe die beiden Hände langsam aufeinander zu, bis sie sich berühren. Was ist zu beobachten?
a) Der Besen fällt immer mit der schweren Seite nach unten.
b) Der Besen fällt zufällig mal nach der einen und mal nach der anderen Seite.
c) Der Besen fällt nicht runter, die Finger treffen sich genau am Schwerpunkt.

Aufgabe 693 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)

Aufgabe 697 (Mechanik, Rotation)

Aufgabe 698 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Max und Mäxchen machen ein Wettrennen über 100 m. Max gewinnt das Rennen mit satten 5 m Vorsprung. Um Mäxchen bei Laune zu halten, starten sie einen Revanchelauf, bei dem aber Max 5 m vor der Startlinie losläuft, also 105 m bewältigen muß. Mäxchen startet wie beim ersten Lauf von der Startlinie.
Wie geht dieses Rennen aus, wenn beide mit konstanter, gleicher Geschwindigkeit wie im ersten Rennen laufen?
a) Max gewinnt
b) beide kommen gleichzeitig an
c) Mäxchen gewinnt

Aufgabe 705 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)

Aufgabe 709 (Mechanik, Auftrieb)
Zwei gleich große Körper aus Styropor und Aluminium werden durch eine dünne Schicht Klebstoff (die vernachlässigt werden kann) verbunden und ins Wasser geworfen. Was passiert mit diesem Körper? (Dichte Styropor 0,02 g/cm³, Dichte Aluminium 2,7 g/cm³)
a) Er geht unter.
b) Er schwebt im Wasser.
c) Er schwimmt auf dem Wasser.

Aufgabe 711 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
Ein Auto mit einem schmächtigen Fahrer wird durch einen Motor mit konstanter Kraft aus dem Stand auf eine Geschwindigkeit v beschleunigt. Dabei legt es einen Weg s1 zurück.
Nun steigen in das Auto eine Menge dicker Menschen ein, so dass die zulässige Höchstmasse nicht überschritten wird.
Das Auto beschleunigt wieder mit dem gleichen Motor aus dem Stand auf die schon im ersten Versuch erreichte Geschwindigkeit v. Dabei legt es den Weg s2 zurück. Wie verhalten sich die Wege?
a) s1 < s2
b) s1 = s2
c) s1 > s2

Aufgabe 713 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 714 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Der Körper K1 (m1 = 7,0 kg), der sich in der Höhe h = 7,5 m über B befindet, ist durch ein Seil mit dem Körper K2 (m2 = 2,0 kg) verbunden. Die Körper setzen sich zur Zeit t = 0 aus der Ruhe heraus in Bewegung.
K2 gleitet reibungsfrei auf einer schiefen Ebene mit dem Neigungswinkel Alpha = 30°.

Aufgabe 715 (Mechanik, Schwingungen)
Zum Beseitigen baufälliger Mauern werden oft sogenannte Abrissbirnen verwendet. Das sind kleine, massereiche Körper, die an einem Stahlseil hängen. Sie werden ausgelenkt und schlagen nach dem Freigeben gegen die zu zerstörende Mauer.
Eine solche Abrissbirne mit der Masse 520 kg hängt an einem 6,80 m langen Seil mit vernachlässigbarer Masse. Das Seil wird um Alpha = 34° ausgelenkt. Aus diesem Zustand heraus wird die Birne freigegeben und stößt nach Durchlaufen ihrer tiefsten Lage gegen die 0,58 m davon entfernten Mauer. Die Bahn der Birne liegt in einer Ebene senkrecht zur Mauer. Die Birne darf als Massepunkt angesehen werden.

a) Beschreiben Sie die Energieumwandlungen bei einem schwingenden Fadenpendel.
b) Berechnen Sie die Geschwindigkeit und die kinetische Energie der Abrissbirne in ihrer tiefsten Lage.
c) Berechnen Sie die Geschwindigkeit und die kinetische Energie der Abrissbirne beim Stoß auf die Mauer.

In einem anderen Fall stößt die um 38,5° ausgelenkte Abrissbirne gleicher Masse und Seillänge mit der Geschwindigkeit 5,39 ms-1 auf einen Stein mit der Masse 18,4 kg. Der Stein liegt lose auf einer 6,85 m hohen Mauer lotrecht unter der Aufhängung der Birne. Der Stoß darf als elastische, gerade und zentral aufgefasst werden. Auch die Reibung darf vernachlässigt werden.

d) Erläutern Sie die Gültigkeit von Erhaltungssätzen beim zentralen elastischen Stoß.
e) Berechnen Sie die Geschwindigkeiten von Abrissbirne und Stein unmittelbar nach dem Stoß.
f) Berechnen Sie den größten Auslenkwinkel, den die Birne nach dem Stoß erreichen kann.
g) In welcher Entfernung von der Mauer und nach welcher Flugdauer trifft der Stein am waagerechten Erdboden auf?
h) Berechnen Sie den Winkel zwischen der Bahn des Steines und dem Erdboden beim Auftreffen.

Aufgabe 716 (Mechanik, Rotation)

Aufgabe 717 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Auto mit der Anfangsgeschwindigkeit 54 kmh-1 wird mit -5 ms-2 abgebremst.
a) Nach welcher Zeit erreicht es 30 kmh-1?
b) Welchen Weg legt es während des Bremsens zurück?

Aufgabe 718 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein PKW fährt mit leicht überhöter, konstanter Geschwindigkeit von 108 kmh-1 geradlinig auf ebenen Straße mit starkem Gegenverkehr.. Plötzlich nimmt er einen wegen eines Defektes in 90 m Entfernung stehenden LKW wahr.

Der PKW-Fahrer beginnt nach einer Reaktionszeit von 0,8 s zu bremsen. Wie weit ist der PKW bei Beginn des Bremsvorganges noch vom stehenden LKW entfernt?

Die Bremsverzögerung des PKW ist konstant und beträgt -6,2 ms-2. Entscheiden Sie durch Rechnung, ob der PKW noch vor dem parkenden LKW zum Stehen kommt.

Aufgabe 719 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Skispringer hat nach einer Anlaufstrecke von 90 m am Schanzentisch eine Geschwindigkeit von 90 kmh-1. Die Bewegung ist als gleichmäßig beschleunigt zu betrachten.
a) Mit welcher Beschleunigung fährt er den Anlaufberg hinunter?
b) Wie lange braucht er vom Startpunkt bis zum Schanzentisch?
Durch die Luftreibung kann die danach folgende Flugphase als gleichförmige Bewegung betrachtet werden.
c) Wie lange ist der Skispringer in der Luft, wenn er eine Weite von 120 m erreicht?
Nach der Landung bremst er in 5 Sekunden bis zum Stillstand ab.
d) Wie groß ist die Bremsbeschleunigung und wie weit fährt er noch.
e) Stellen Sie die gesamte Bewegung in einen v-t-Diagramm dar.

Aufgabe 720 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Radfahrer beschleunigt mit einer Beschleunigung von 1,2 ms-2 von 0 auf 20 kmh-1.
Wie lange benötigt er für diesen Vorgang? Wie weit fährt er dabei?
Wie groß sind Geschwindigkeit und Weg nach der halben Zeit?

Aufgabe 721 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 722 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Auto fährt mit 108 km/h und bremst mit 6m/s². 2 Sekunden nach Bremsbeginn schleudert es an einem Fußgänger vorbei, der sich gerade noch retten kann. Mit welcher Geschwindigkeit wäre es auf den ruhenden Fußgänger gefahren?

Aufgabe 723 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 724 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Während eines Autorennens beträgt die Geschwindigkeit eines Wagens 240 km/h. Infolge einer verhängten Strafe verringert der Fahrer mit der konstanten Beschleunigung –30 m/s² die Geschwindigkeit auf 80 km/h und fährt mit genau dieser Geschwindigkeit 300 m. Danach beschleunigt er gleichmäßig und erreicht nach 4,0 s seine ursprüngliche Geschwindigkeit.
Ermitteln Sie den Zeitverlust, den diese Strafe mindestens bedeutet, wenn angenommen wird, dass sich das Fahrzeug ohne Strafe mit der konstanten Geschwindigkeit 240 km/h gleichförmig bewegt hätte.

Aufgabe 725 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Zug fährt mit 72 km/h Geschwindigkeit. Durch eine Baustelle wird er gezwungen, seine Geschwindigkeit auf 18 km/h zu drosseln und kommt deshalb mit 3 min Verspätung am Zielbahnhof an. Die Bremsbeschleunigung ist 0,2 m/s² und die Anfahrbeschleunigung 0,1 m/s².
Wie lang ist die Baustelle? (Aus Sicherheitsgründen hat der Zug am Anfang der Baustelle bereits die kleine Geschwindigkeit und darf erst am Ende wieder beschleunigen)

Aufgabe 726 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 727 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 728 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Pkw erhöht seine Geschwindigkeit in 3 s von 50 auf 80 km/h.
a) Berechnen sie die Beschleunigung a
b) Berechnen sie den zurückgelegten Weg s
c) Zeichnen sie das zugehörige t-v-Diagramm
d) Zeichnen sie das zugehörige t-s-Diagramm

Aufgabe 729 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Das Wachstum von Fingernägeln liegt etwa bei 0,08 mm pro Tag.
Gib die Geschwindigkeit in m/s und km/h an.
Wie lang könnten die Fingernägel werden, wenn man sie ein Jahr lang nicht schneiden würde?

Aufgabe 730 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
In einem Steinbruch soll ein Felsen mit einer Ladung Dynamit gesprengt werden. Das Dynamit soll durch eine Zündschnur gezündet werden, die mit einer Geschwindigkeit von

Aufgabe 731 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Axel, ein begeisterte Wanderer und Pilzsammler, verlässt sein Quartier um 8.00 Uhr früh mit einer Geschwindigkeit von

Aufgabe 732 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 733 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Ein Läufer macht einen Trainingslauf von insgesamt 12 Minuten Dauer. Er beginnt den Lauf mit einer Geschwindigkeit von 3,5 m/s. Nach jeweils 3 Minuten steigert er seine Geschwindigkeit um 1/7 der Anfangsgeschwindigkeit.
Am Ende des ersten Intervalls wird der Läufer von einer Radfahrerin überholt, die konstant mit 4,2 m/s radelt.
Welche Entfernung hat der Läufer vom Start, wenn er die Radfahrerin einholt?

Aufgabe 734 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Haare des Menschen wachsen etwa 0,34 mm am Tag.
Mara geht immer dann zum Friseur, wenn ihre Haare um 3 cm gewachsen sind. Wie oft im Jahr muss sie zum Friseur gehen?

Aufgabe 735 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Eine Wespe schafft als Höchstgeschwindigkeit 6,5 km/h.
Gib die Geschwindigkeit in m/s an. Wie weit fliegt das Tier mit dieser Geschwindigkeit in einer halben Minute?

Aufgabe 736 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 737 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Ein Autofahrer möchte zu einem 10 km entfernten Ort gelangen und berechnet, dass er mit 80 km/h in 450 s=7,5 min in da ist. Leider fährt genau 3 min lang ein großer LKW vor ihm, so dass er nur mit 60 km/h vorwärts kommt.
Mit welcher Geschwindigkeit muss er den Rest der Strecke fahren, damit er die berechnete Zeit einhält?

Aufgabe 738 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Ein Schüler fährt mit dem Fahrrad von zu Hause in die Schule mit 10 km/h. Dort stellt er fest, dass es seine Hausaufgaben vergessen hat und fährt mit 20km/h sofort wieder zurück. Wie groß ist für die gesamte Fahrt die mittlere Geschwindigkeit?

Aufgabe 739 (Mechanik, Reibung)
Ein Skiläufer durchfährt eine Mulde. Auf dem flach abfallenden Hang verliert er h=12m an Höhe, auf dem ebenfalls flach ansteigenden Hang gewinnt er wieder h=8m an Höhe. Zu Beginn und zum Ende seiner Fahrt hat er die Geschwindigkeit Null. Der Weg durch die Mulde hat die Länge s=160m, die Masse des Läufers beträgt m=80kg.
Wie gross ist die mittlere Reibungskraft F, mit der er während seiner Fahrt gebremst wurde?

Aufgabe 740 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)

Aufgabe 741 (Mechanik, freier Fall)
Ein frei fallender Körper passiert zwei 12 m untereinanderliegende Messpunkte im zeitlichen Abstand von 1,0 s. Aus welcher Höhe über dem oberen Messpunkt fällt der Körper und welche Geschwindigkeit hat er in den beiden Punkten?

Aufgabe 742 (Mechanik, freier Fall)
Eine Stahlkugel fällt aus 1,5m Höhe auf eine Stahlplatte und prallt von dieser mit der 0,55fachen Aufprallgeschwindigkeit zurück.
a) Welche Höhe erreicht die Kugel nach dem ersten Aufschlag?
b) Welche Zeit verstreicht vom Anfang der Bewegung bis zum 2. Aufschlag?

Aufgabe 743 (Mechanik, Würfe)
Ein Körper wird zum Zeitpunkt 0s abgeworfen. die Wurfbewegung wird aufgezeichnet und in einem x-y-Koordinatensystem ausgewertet. Der Wurf endet am Ort A(xmax; 0).

a) Geben Sie die Gleichung einer Funktion an, die diese Wurfbahn beschreibt.
Geben Sie die Wurfweite xmax und die Wurfhöhe ymax an und bestimmen Sie den Abwurfwinkel.
b) Die Abwurfgeschwindigkeit beträgt v0=12,0 ms-1. Zeichnen Sie die vektorielle Zerlegung der Abwurfgeschwindigkeit in horizontale und vertikale Komponente. Geben Sie den Maßstab an.
c) Beschreiben Sie qualitativ, wie sich potenzielle und kinetische Energie im Verlauf der Bewegung ändern. Begründen Sie.
d) Skizzieren Sie die Graphen der Funktion Ekin(t) und Epot(t) in einem gemeinsamen Koordinatensystem. Kennzeichnen Sie im Koordinatensystem den Zeitpunkt, zu dem der Gipfelpunkt durchlaufen wird. >

Aufgabe 744 (Mechanik, Würfe)
Am 20. Mai 1990 stellte Randy Barnes aus Texas, in Los Angeles den bis heute (2016) gültigen Weltrekord im Kugelstoßen auf. Die 7,257 kg schwere Eisenkugel erreichte 23,12 Meter. Der Abwurfpunkt der Kugel lag 2,40 über dem Erdboden.
a) Gehen wir davon aus, dass die Kugel  im Winkel von 45° gestoßen wurde.  Leiten Sie ausgehend von der Wurfparabel ausführlich eine allgemeine Gleichung zur Berechnung der Abwurfgeschwindigkeit her.
Berechnen Sie die Abwurfgeschwindigkeit. (zur Kontrolle: 14,3 m/s)
b) Überprüfen Sie, ob bei einem größeren oder kleineren Abwurfwinkel eine größere Wurfweite erzielt worden wäre. Geben Sie einen solchen Winkel mit der Wurfweite an.

Aufgabe 745 (Mechanik, Würfe)

Aufgabe 746 (Mechanik, Würfe)
Bevor ein Dach neu eingedeckt wird, werden die alten Dachziegel von den Dachdeckern direkt vom Dach aus in einen Container geworfen. Der Wurf kann als waagerechter Wurf betrachtet werden. Der Container steht 3 m von der Rüstung entfernt, auf der die Dachdecker stehen. Das Gerüst ist 8 m hoch. Unter welchem Winkel zum Boden kommen die Dachziegel unten an. (Wenn die Ziegel senkrecht auftreffen würden, wäre der Winkel 90°.)
(Diese Aufgabe wurde praktisch betreut von Dachdecker Jörg Gehrmann, Dachdeckerfirma Lenz und Gehrmann, Leipzig)

Aufgabe 747 (Mechanik, Würfe)
Beim Spielen haben Kinder ihren Ball auf einen Baum geschossen, der dort in einer Höhe von 6,5 m im Geäst hängen blieb. Nun versuchen sie durch senkrechtes Hochwerfen eines zweiten Balles den ersten wieder herunterzuholen. Beim ersten Versuch kommt der Ball nur bis 2 m unter den ersten.
a) Wie groß war die Abwurfgeschwindigkeit bei diesem Schuss?
b) Wie groß muss die Abwurfgeschwindigkeit sein, damit der erste Ball getroffen wird?
Gerade als ein weiterer Versuch unternommen wird, schüttelt der Wind an dem Baum und der Ball fällt allein runter.
c) Wie groß ist der zeitliche Abstand beim Auftreffen auf dem Boden zwischen dem mit einer Geschwindigkeit von 12,8 ms-1 nach oben geworfene Ball und dem herunterfallenden Ball, wenn beide genau zum gleichen Zeitpunkt starten?

Aufgabe 748 (Mechanik, Würfe)

Aufgabe 749 (Mechanik, Würfe)

  Durch Vergrößerung der Drehzahl wird die Bahngeschwindigkeit des Körpers erhöht.
b) Zum Zeitpunkt t = 0 verlässt der Körper mit der Anfangsgeschwindigkeit  1,25 m/s die Scheibe. Die Bewegung des Körpers nach Verlassen der Scheibe ist ein waagerechter Wurf (siehe Abbildung).
Berechnen Sie unter Nutzung des Energieerhaltungssatzes die Geschwindigkeit, die der Körper unmittelbar vor dem Auftreffen auf dem Boden hat.
c)  Geben Sie für den Zeitpunkt 0,30 s die Beträge der Geschwindigkeitskomponenten für die x- und die y-Richtung an.

Aufgabe 750 (Mechanik, Drehbewegung)

Aufgabe 751 (Mechanik, Drehbewegung)

Aufgabe 752 (Mechanik, Kräfte/ Federn)

Aufgabe 753 (Mechanik, Kräfte/ Federn)
Eine Straße steigt unter dem Winkel 6°an.
Ein aufwärtsfahrendes Auto der Masse 800kg wird so stark abgebremst, dass die Räder blockieren. Die Bremsspur beträgt 40m und die Gleitreibungszahl 0,5.
Zu berechnen ist die Geschwindigkeit, die der Wagen vor Beginn des Bremsvorganges hatte.

Aufgabe 754 (Mechanik, Kräfte/ Federn)
Ein Radfahrer fährt mit einer konstanten Geschwindigkeit von 15 km/h eine Steigung von 10% hinauf. Er muss dazu seine ganze Kraft aufbringen. Plötzlich erhöht sich die Steigung auf 12%, ohne dass er seinen Kraftaufwand weiter erhöhen kann. Wie weit kommt der Radfahrer, bis er stehen bleibt? Der Fahrer hat zusammen mit seinem Rad eine Masse von 75 kg. (Die Reibung soll vernachlässigt werden)

Aufgabe 755 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
Ein Wagen ohne Antrieb fährt eine schiefe Ebene mit einem Neigungswinkel von 1,7° hinauf. Die Reibungszahl beträgt 0,02. Wie groß ist die Bremsbeschleunigung?

Aufgabe 756 (Mechanik, Newtonsche Axiome)

Aufgabe 757 (Mechanik, Arbeit)
Ein Auto der Masse 800 kg wird 50 m weit geschoben. Bestimmen Sie den Arbeitsaufwand, wenn der Reibungsfaktor µ den Wert 0,20 besitzt.

Aufgabe 758 (Mechanik, Arbeit)
Eine Feder wird durch eine Kraft von 4N um 15 cm gedehnt.
a) Welche Arbeit ist notwendig, um die Feder auf 30 cm zu dehnen?
b) Zeichnen Sie das Kraft-Weg-Diagramm für den Vorgang aus a).
c) Das Dehnen der Feder von 15 cm auf 30 cm erfolgt in einer Zeit von 2 s. Berechnen Sie dafür die Leistung.

Aufgabe 759 (Mechanik, Impuls)

Auf einer horizontalen Luftkissenbahn befinden sich zwei Gleiter der Massen m1 und m2 in der Ruhelage. Zwischen diesen ist eine gespannte Feder angebracht. Nach dem Entspannen der Feder bewegen sich die Gleiter gleichförmig mit den Geschwindigkeiten u1 und u2 sowie den kinetischen Energien E1 und E2 in entgegen gesetzte Richtungen voneinander weg.
Reibungsverluste werden vernachlässigt.
a) Es gelten die Gleichungen

und

Leiten Sie diese Gleichungen her. Nutzen Sie dabei auch die Gleichungen

b) Unter welcher Bedingung ist die kinetische Energie des Gleiter 1 nach dem Stoß ungefähr Null?

Aufgabe 760 (Mechanik, Rotation)

Aufgabe 761 (Mechanik, Rotation)
Eine Schaukel schwingt aus horizontaler Anfangslage als Pendel nach unten. Welche Kraft haben die masselos gedachten Streben der Gondel am tiefsten Punkt auszuhalten, wenn die Masse der Gondel 60 kg und die der darin sitzenden Person 70 kg beträgt?

Aufgabe 762 (Mechanik, Rotation)

Aufgabe 763 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)

Aufgabe 764 (Mechanik, Gravitation, Keplersche Gesetze)
Die Masse der Sonne beträgt 1.989E30 kg, die Entfernung Erde-Sonne ist 149597870691 m (~1.5E11m)=1 AE
Angenommen, man würde die Umlaufbewegung der Erde um die Sonne anhalten ,so dass die Geschwindigkeit der Erde relativ zur Sonne gleich 0 wäre.
Wie lange würde es dauern, bis die Erde im freien Fall in die Sonne gefallen wäre? (Achtung: Je kleiner der Abstand der Erde zur Sonne wird, desto größer wird die Kraft, die auf die Erde wirkt, und somit wächst auch die Beschleunigung.

Aufgabe 765 (Mechanik, Schwingungen)

Aufgabe 766 (Mechanik, Schwingungen)
Auf einem Spielplatz stehen sich zwei Schaukeln so gegenüber, dass sich die schaukelnden Kinder (oder Jugendliche) gerade so mit den Füßen berühren können, wenn sie beide gleichzeitig in die Mitte hin schaukeln. Nach einer solchen Berührung stellt man fest, dass bei der nächsten Schwingung das eine Kind eher in der Mitte ist als das andere. Nach genau 15 Schwingung hat das Kind, was schneller schaukelt, soweit aufgeholt, dass sich die Füße wieder berühren. Das andere Kind hat in dieser Zeit insgesamt 14 Schwingungen gemacht.
Gib an, wie lang die beiden Schaukeln sein könnten.

Aufgabe 767 (Mechanik, Druck)
Luft hat auf Meereshöhe eine Dichte von 1,29 g/dm³ und eine Druck von 1 bar. Wie hoch müsste die Erdatmosphäre sein, um diesen Druck zu erzeugen und die Dichte der Luft nach oben nicht abnehmen würde?

Aufgabe 768 (Mechanik, Druck)
In einem Autoreifen beträgt der Druck 250 kPa bei einer Temperatur von 15°C. Das Auto wird auf einem Parkplatz geparkt, wo die Sonne voll auf den Reifen scheint. Dadurch erwärmt er sich auf 60°C.
Auf welchen Wert steigt der Druck im Reifen?
Wie sinnvoll ist es, den Reifen vor der Sonne zu schützen?

Aufgabe 780 (Mechanik, Druck)

Wie verhalten sich die Höhen der Wasserfontänen?

a) Die Fontäne aus dem kleinen Loch spritzt höher.
b) Beide Fontänen spritzen gleich hoch.
c) Die Fontäne aus dem großen Loch spritzt höher.

Aufgabe 783 (Mechanik, Impuls)

Eine Rakete bewegt sich beim Start, weil sie aus den Düsen die Abgase vom Verbrennen des Treibstoffs ausstößt. Diese Abgase haben eine recht hohe Geschwindigkeit. Wie groß kann die Endeschwindigkeit der Rakete im Vergleich zur Ausströmgeschwindigkeit der Abgase werden?
a) Die Endgeschwindigkeit kann größer werden.
b) Die Endgeschwindigkeit kann höchstens genau so groß werden.
c) Die Endgeschwindigkeit bleibt immer kleiner.

Aufgabe 786 (Mechanik, Auftrieb)

Aufgabe 787 (Mechanik, Trägheitsmoment, Rotationsenergie)

Aufgabe 788 (Mechanik, Kräfte/ Federn)
Eine 5 cm lange Schraubenfeder wird durch eine Kraft von 46,5 mN um 1,5 cm gedehnt.
a) Berechne die Federkonstante.
b) Die entspannte Feder werde nun durch das Anhängen von verschiedenen Massestücken im Bereich von Null bis 100 g belastet. Stelle die Gesamtlänge der Feder für diesen Bereich über der angehängten Masse in einem geeigneten Diagramm dar.

Aufgabe 789 (Mechanik, Würfe)
Vergleichen Sie die drei Wurfarten miteinander. (waagerechter, senkrechter, schräger Wurf)

Aufgabe 790 (Mechanik, Würfe)

Aufgabe 791 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Auf einer Straßenbahnstrecke fahren Bahnen mit der Geschwindigkeit 50 km/h im Zeitanstand von 10 Minuten. Ein Fußgänger läuft mit 5 km/h in Fahrtrichtung der Bahnen.
In welchem Zeitabstand wird er von den Bahnen überholt?
(Alle Geschwindigkeiten sind gleichförmig)

Aufgabe 803 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
An der Haltelinie einer Kreuzung stehen zwei PKW nebeneinander. Beide Fahrzeuge beginnen gleichzeitig zu beschleunigen:
PKW 1 mit der konstanten Beschleunigung 2,0 m s-2
PKW 2 auf der Überholspur mit der konstanten Beschleunigung 3,0 m s-2.
Die Beschleunigungsphase endet jeweils beim Erreichen der Geschwindigkeit 50 km h-1, danach fahren beide PKW gleichförmig weiter.

a) Berechnen Sie die Zeit, die PKW 2 zum Beschleunigen benötigt und den in dieser Zeit zurückgelegten Weg.
b) Skizzieren Sie qualitativ für beide PKW die Graphen von s(t) in ein und dasselbe und die beiden Graphen von v(t) in ein weiteres Koordinatensystem.
Kennzeichnen Sie im v(t)-Diagramm die Zeitpunkte, zu denen die Fahrzeuge jeweils die Geschwindigkeit 50 km h-1 erreichen.

c) Nachdem beide PKW mehr als 100 m von der Haltelinie aus zurückgelegt haben, fahren sie hintereinander in der gleichen Fahrspur.
Weisen Sie nach, dass deren Abstand mindestens 10 m beträgt.
Die Länge der PKW beträgt jeweils 4,0 m.

Aufgabe 804 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Zwei Radfahrer starten gleichzeitig von einem Ort aus mit unterschiedlichen Beschleunigungen, nämlich mit 0,6 m/s² bzw.0,8 m/s². Wie weit sind sie nach 3,5 s voneinander entfernt? Lösen Sie die Aufgabe rechnerisch und zeichnerisch.

Aufgabe 805 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 806 (Mechanik, Schwingungen)
In einer Kirche hängt von der Decke an einer langen Schnur eine Öllampe, die vollständig mit Öl gefüllt ist. Die Lampe schaukelt so im Wind, dass sie für eine 10 Hin- und Herbewegung 1,5 Minuten benötigt. Im Laufe der Woche verbrennt das Öl vollständig. 
Wie lang ist die Schnur, an der die Lampe hängt.
Wie ändert sich die Zeit für die 10 Schwingungen im Laufe der Woche?

Aufgabe 807 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Ein Dampfschiff der Dresdener Weißen Flotte legt die Strecke von Dresden nach Bad Schandau in der Sächsischen Schweiz bei einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 15 km/h in etwa drei Stunden zurück.
a) Ein Motorschiff, das mit 25 km/h fährt, startet gleichzeitig mit einem Dampfer in Dresden. Wie viel Minuten Vorsprung hat es in Bad Schandau?
Zeichne zunächst die Zeit-Weg-Kennlinien für beide Schiffe in ein gemeinsames Koordinatensystem; ermittle dann die Lösung anhand dieser Zeichnung.

b) An einem anderen Tag kann das Motorboot erst später abfahren, weil der Kapitän noch auf eine Reisegruppe warten muss, die auf der Autobahn im Stau stand. Die Abfahrt verzögert sich dadurch um 45 Minuten.
Besorgt fragen einige Fahrgäste, die schon an Bord waren, ob man den Dampfer noch vor Bad Schandau einholen könne und wenn ja, nach welcher Fahrstrecke dies geschehen könnte?
(Quelle der Aufgabe: Sächsische Physikolympiade 2000)

Aufgabe 811 (Mechanik, Volumen und Dichte)
Eine König lässt sich eine neue Krone herstellen. Aus Kostengründen verwendet der Goldschmied ein  Gold-Silber-Gemisch und verarbeitete 140 ml Metall. Die fertige Krone lastete mit 2,394 kg auf dem Kopf des Königs.
Wie viel Gramm Gold und Silber hat der Schmied verarbeitet?
(Die Dichte von Gold beträgt 19,3 g/cm³ und die von Silber 10,5 g/cm³)

Aufgabe 812 (Mechanik, Volumen und Dichte)

Aufgabe 813 (Mechanik, Volumen und Dichte)
In einer Flasche Nordhäuser Doppelkorn sind 0,7 Liter Schnaps mit einer Alkoholkonzentration von 38 Volumenprozent.
a) Wie viel Gramm reiner Alkohol befinden sich in der Flasche?
b) Wie groß ist die Dichte des Schnapses?
c) Wie viel Masseprozent Alkohol sind in dem Schnaps?

Aufgabe 816 (Mechanik, Wärmeübertragung)

Aufgabe 817 (Mechanik, Reibung)
Ein Kraftfahrzeug soll auf ebener, horizontaler Straße eine Beschleunigung von a = 3 ms-2 erreichen.
a)  Welcher Reibungskoeffizient µ1 zwischen Fahrbahn und Reifen ist dazu mindestens erforderlich?
b)  Welche Reibungskoeffizient µ2 ist erforderlich, wenn die gleiche Beschleunigung bergauf bei einer Steigung von 10 % erreicht werden soll?

Aufgabe 819 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Die Anregung zu folgender Aufgabe habe ich auf dem Sachsenring bei einem Fahrsicherheitstraining vom unserem Betreuer, Herrn Grewe, erhalten.
Ein Auto fährt mit 50 km/h. Plötzlich taucht in 32 m Entfernung ein Hindernis auf und der Fahrer führt eine Vollbremsung durch. Die Zeit vom Erkennen des Hindernisses bis zum Beginn der Bremsung beträgt 1 s. Das Auto kommt genau vor dem Hindernis zum Stehen.
Das gleiche Auto kommt mit 70 km/h in die selbe Situation. Welche Geschwindigkeit hat es am Hindernis?

Aufgabe 820 (Mechanik, Newtonsche Axiome)

Aufgabe 821 (Mechanik, Druck)

Aufgabe 822 (Mechanik, freier Fall)

Von einem Turm werden zwei völlig gleiche Kugeln vom gleichen Ort aus fallen gelassen. Kugel 2 startet eine halbe Sekunde nach der 1. Kugel. In welchem zeitlichen Abstand schlagen die beiden Kugeln auf? (Luftreibung wird vernachlässigt)
a) Kugel 2 schlägt weniger als eine halbe Sekunde nach der ersten auf.
b) Kugel 2 schlägt genau eine halbe Sekunde nach der ersten auf.
c) Kugel 2 schlägt mehr als eine halbe Sekunde nach der ersten auf.

Aufgabe 826 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)

Aufgabe 827 (Mechanik, Druck)

Aufgabe 828 (Mechanik, Schwingungen)
Hängt man zusätzlich an das Massenstück eines Federpendels der Federkonstanten D=10N/m  einen Körper der Masse 50g, erhöht sich die Schwingungsdauer um 0,22s. Wie groß ist die ursprüngliche Masse?

Aufgabe 841 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 842 (Mechanik, Würfe)
Aus einem Gartenschlauch kommt das Wasser mit 5,0 m/s herausgeschossen. Der Schlauch wird von dem Gärtner in 1,0 m Höhe gehalten.
Unter welchem Winkel muss das Wasser herausspritzen, damit eine maximale Weite erreicht wird?

Aufgabe 843 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 844 (Mechanik, Volumen und Dichte)

Rechne die folgenden Volumina in die angegeben Einheiten um:
a) 5,3 m³ in dm³ und cm³
b) 1 250 dm³ in m³ und cm³
c) 450 cm³ in dm³ und mm³
d) 7 500 mm³ in cm³
e) 650 l in hl und ml
f) 12 hl in l und ml
g) 2 780 ml in l
h) 2 500 ml cm³ und dm³
i) 800 cm³ in l und ml
j) 4,2 l in ml, dm³ und cm³
k) 1,2 m³ in dm³, cm³ und l
 

Aufgabe 845 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Zwei Sportler trainieren für einen Langstreckenlauf. Der erste Sportler startet um 10.00 Uhr und läuft mit konstanten 8 km/h, der zweite Sportler startet 20 Minuten später auf der gleichen Strecke, läuft aber dafür mit konstant  10 km/h. Nachdem der schnelle  den langsamen Läufer eingeholt hat, laufen sie zusammen für 5 Minuten mit 9 km/h. Danach kehren sie um und laufen mit gleichbleibender Geschwindigkeit zum Sportplatz zurück, wo sie 13.00 Uhr ankommen. Mit welcher Geschwindigkeit sind sie zurückgelaufen?

Aufgabe 851 (Mechanik, Energie)
Ein Schlitten befindet sich in 20 m Höhe. Schlitten und Fahrer wiegen zusammen 45 kg. Am Ende der Abfahrt hat der Schlitten eine Geschwindigkeit von 10 km/h erreicht.
a) Berechne die beiden mechanischen Energien.
b) Berechne den Wirkungsgrad in Prozent!

Aufgabe 852 (Mechanik, Energie)

Welche Energieform ist jeweils gespeichert?
a) aufgeladener Akku
b) Brot
c) Wärmflasche
d) Wasser im Stausee
 

Aufgabe 853 (Mechanik, Energie)

Welche Energieumwandlungen findet jeweils statt?
- bei der elektrischen Zahnbürste
- in der Solarzelle
- beim Dynamo
- Holzkohlengrill
 

Aufgabe 854 (Mechanik, Volumen und Dichte)
Ein Buddelkasten soll neu mit Sand gefüllt werden. Er ist quadratisch mit 1,5 m Seitenlänge und 50 cm tief. Der Sand soll direkt aus der Kiesgrube mit einem PKW-Anhänger herangefahren werden, der max. 500 kg transportieren kann. Wie oft muss man fahren, um den Kasten zu füllen?
Die Dichte des Sandes beträgt 1,6 g/cm³.

Aufgabe 855 (Mechanik, Arbeit)

Stangenklettern im Sportunterricht
Wer verrichtet mehr Arbeit? Berechne!
Fred wiegt 35 kg und klettert 5 m hoch. Paul wiegt 43 kg und schafft nur 4m.
 

Aufgabe 856 (Mechanik, Arbeit)

Begründe, warum das Produkt aus Arbeit W und Zeit t als Maß für die mechanische Leistung P nicht sinnvoll wäre.

Aufgabe 857 (Mechanik, Arbeit)
Wie lange braucht eine Pumpe mit der Leistung 12 kW, um 15 000 Liter Wasser (m=15 000 kg) aus 15m Tiefe zu fördern?

Aufgabe 862 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Zwei ehemalige Schulfreunde, die nun 80 km voneinander entfernt wohnen, wollen sich treffen. Sie brechen beide um 8.00 Uhr von ihren Wohnorten auf. Fritz fährt mit seinem Mofa zunächst eine Stunde lang mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 25 km/h. Nach einer Panne, die eine halbe Stunde lang aufhält, setzt er seine Fahrt fort. Kann aber jetzt nur noch durchschnittlich 20 km/h fahren. Karl erreicht mit seinem Fahrrad eine Durchschnittsgeschwindigkeit von 15 km/h. Um 9.30 Uhr legt er eine Pause von 45 Minuten ein und fährt anschließend mit dem ursprünglichen Tempo weiter.
a) Um wie viel Uhr treffen sie sich?
b) Wie viele Kilometer hat Karl bis zum Treffpunkt zurückgelegt?

Aufgabe 874 (Mechanik, Energie)

Aufgabe 878 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 882 (Mechanik, Reibung)

Das Brett liegt in der Waagerechten.

Auf einem waagerecht liegenden Brett stehen nebeneinander zwei zusammengesteckte Legomauern. Beide haben die gleiche Grundfläche, aber die gelbe Konstruktion ist doppelt so schwer wie die rote. Das Brett wird langsam angekippt bis die Steine zu rutschen anfangen .
In welcher Reihenfolge rutschen sie los?
a) Die rote und leichte Konstruktion rutscht deutlich eher.
b) Beide Konstuktionen rutschen bei ungefähr dem gleichen Neigungswinkel.
c) Die gelbe und schwere Konstruktion rutscht deutlich eher.

Aufgabe 884 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
Ein Airbus A380 hat eine maximale Startmasse von 560 t. Er wird von vier Triebwerken angetrieben, von denen jedes eine Schubkraft von 311 kN bringt. Der Airbus hebt bei einer Geschwindigkeit von 260 km/h ab. Die Hälfte der Schubkraft wird zur Überwindung von Reibungswiderständen genutzt.
Wie lang muss die Startbahn mindestens sein?

Aufgabe 888 (Mechanik, Auftrieb)

Aufgabe 889 (Mechanik, Auftrieb)

Ein Rettungsring besteht aus Kork mit einer Dichte von 0,25 g/cm³und hat eine Masse von 3,5 kg. Welche Gewichtskraft kann der Ring im Wasser maximal tragen, bevor er untergeht.

Aufgabe 891 (Mechanik, Newtonsche Axiome)

Der Hebel mit dem Jo-Jo ist im Gleichgewicht.

An einem langen dünnen Rohr ist auf einer Seite ein Jo-Jo so befestigt, dass es noch nicht abrollen kann. Das Rohr hängt an einem Faden und stellt einem Hebel im Gleichgewicht dar.
Nun wird die zusätzliche Sicherung des Jo-Jo durchgeschnitten, so dass es nach unten abrollt.
Wie verhält sich während des Abrollens die Seite des Hebels, an der das Jo-Jo hängt?

a) Die Seite geht nach oben.
b) Die Seite bleibt in der gleichen Höhe.
c) Die Seite geht nach unten.

Aufgabe 892 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 895 (Mechanik, Energie)

Der Gleitkörper stößt nach 1,0 m am Ende der Bahn auf eine einseitig eingespannte Schraubenfeder, die den Körper bis zum Stillstand abbremst. Dabei wird sie um 4,0 cm eingedrückt.

Welche Federkonstante hat die Schraubenfeder?
(Die Bewegung läuft praktisch reibungsfrei ab)

Aufgabe 896 (Mechanik, Druck)

Zwei Gläser sind zur gleichen Höhe mit Flüssigkeit gefüllt. Im rechten Glas (blau) ist eine konzentrierte Kochsalzlösung und im linken Glas (rot) Leitungswasser.
In beide Gläser taucht jeweils ein Trinkröhrchen, die über den blauen Verteiler zusammengeschlossen sind. Am offenen Ende des Verteilers wird etwas gesaugt, so dass die Flüssigkeiten in den Röhrchen nach oben steigen. Wie verhalten sich die Steighöhen?
a) Das Leitungswasser steigt höher als das Salzwasser.
b) Beide steigen gleich hoch.
c) Das Salzwasser steigt höher als das Leitungswasser.
 

Aufgabe 900 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 901 (Mechanik, Schwingungen)
Die Elongation einer Sinusschwingung von 15 s Dauer und 10 cm Amplitude verdoppelt sich innerhalb von 1 s. Wie groß sind diese Elongationen? (es gilt:

Aufgabe 902 (Mechanik, Rotation)

Aufgabe 903 (Mechanik, Rotation)
Ein Kettenkarussell ist am frühen Nachmittag zur Eröffnung des Jahrmarktes nur halb besetzt, ein Teil der Gondeln sind leer. Wenn sich das Karussell dreht,  bewegen sich die Gondeln aus der Senkrechten weg nach außen und bilden mit dem Lot einen Winkel. Wie verhält sich dieser Winkel für die leeren und die besetzten Gondel?
a) Der Winkel ist bei den leeren Gondeln größer.
b) Der Winkel ist bei den leeren und den besetzten Gondeln etwa gleich groß.
c) Der Winkel ist bei den besetzten Gondeln größer.

Aufgabe 905 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Anne und Zacharias sind beide begeisterte Wanderer, allerdings läuft Anne schneller als Zacharias. Sie schafft in der Stunde 6 Kilometer, er nur 5 Kilometer.
Sie wohnen in zwei verschiedenen Dörfern, die 12 Kilometer entfernt sind. Genau in der Mitte gibt es ein nettes Lokal, in dem sich die beiden am Sonntagmittag treffen wollen.
Anne läuft um 11.00 Uhr los.
Da Zacharias am Tag vorher spät ins Bett gekommen ist, will er gemütlich mit 10 Kilometer pro Stunde mit dem Fahrrad fahren. Damit aber Anne nichts merkt, stellt er das Rad einen Kilometer vor dem Lokal ab und läuft den Rest mit den gewohnten 5 Kilometer pro Stunde. Zum ordentlichen Anschließen des Rades braucht er 1 Minute.
Wann muss Zacharias starten, um gleichzeitig mit Anne im Lokal zu sein?

Aufgabe 907 (Mechanik, Rotation)
Ein Auto mit 1 t Massen will bei nasser Fahrbahn (Haftreibungszahl 0,5) eine Kurve mit 25 m Radius durchfahren.
a) Wie groß ist die maximal zulässige Geschwindigkeit in km/h?
b) Wie ändert sich die Geschwindigkeit, wenn das Auto schwerer ist?

Aufgabe 908 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)

Aufgabe 909 (Mechanik, Würfe)
Wird ein Stein genau senkrecht nach oben geworfen, nimmt seine Geschwindigkeit bis zum Gipfelpunkt ab und hat dort den Wert Null. Wie groß ist genau an dieser Stelle seine Beschleunigung?

a) ebenfalls Null.
b) kleiner als die Fallbeschleunigung (aber größer Null)
c) gleich der Fallbeschleunigung
d) größer als die Fallbeschleunigung

Aufgabe 912 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Der Gleiter ist im Punkt 1 vor dem Loslassen.

Auf einer Luftkissenbahn befindet sich ein Gleitkörper, an dem über einen Faden und eine Rolle ein Massestück befestigt ist. Der Gleitkörper wird am Punkt 1 losgelassen und gleitet praktisch reibungsfrei bis zu Punkt 0. Zu diesem Zeitpunkt setzt das Gewicht auf und der Gleiter hat seine Endgeschwindigkeit v1 erreicht.
Nun wird der Gleiter zum Punkt 2 bewegt, der doppelt so weit von 0 entfernt ist wie Punkt 1 und wieder losgelassen. Im Punkt 0 erreicht der Gleiter die Geschwindigkeit v2.
In welchem Verhältnis stehen die beiden Geschwindigkeiten?
a) v2 ist kleiner als das Doppelte von v1.
b) v2 ist doppelt so groß wie v1.
c) v2 ist größer als das Doppelte von v1.

Aufgabe 913 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Skizziere für die gleichförmige und die gleichmäßig beschleunigte Bewegung die s-t-, v-t und a-t-Diagramme. Welche Zusammenhänge bestehen zwischen den Größen?

Aufgabe 917 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
Ein Skilangläufer gleitet einen Hang geringer Neigung mit konstanter Geschwindigkeit hinab.
Nennen Sie das Trägheitsgesetz und wenden Sie dieses auf den Sachverhalt an.

Aufgabe 918 (Mechanik, Newtonsche Axiome)
Wie ist es zu erklären, dass ein laufender Mensch, der stolpert, stets in Richtung seiner Bewegung fällt, während ein auf dem Eis ausrutschender Mensch immer nach hinten fällt?

Aufgabe 919 (Mechanik, Druck)
Der Druck in einer Wasserleitung beträgt 500 kPa. Mit welcher Kraft muss man auf ein Loch mit 2 cm² drücken, um es zuzuhalten?
Zeige mit Hilfe der Gleichung für den Druck, wie sich diese Kraft verändert, wenn das Loch kleiner ist.

Aufgabe 921 (Mechanik, Energie)

1. deutlich kleiner als die Summe der Geschwindigkeiten v1 und v2
2. etwa die Summe der Geschwindigkeiten v1 und v2
3. deutlich größer als die Summe der Geschwindigkeiten v1 und v2

Aufgabe 922 (Mechanik, Rotation)

1. Deutlich rechts vorbei.
2. In der Mitte.
3. Deutlich links vorbei.

Aufgabe 925 (Mechanik, Auftrieb)
Wie die Ergebnisse der Mondforschung zeigen, gibt es auf dem Mond Stellen, an denen sich Reste von Wasser befinden. Vielleicht findet man später noch größere Wasservorkommen, die durch geeignete Techniken zu einem Mondsee umgewandelt werden.
Auf diesem See soll ein auf der Erde gebautes Schiff fahren. Wie tief taucht es im Vergleich zur Erde ein?
a) Es taucht nicht so tief ein.
b) Es taucht genau so tief ein.
c) Es taucht tiefer ein.

Aufgabe 926 (Mechanik, Reibung)
Ein PKW kommt mit 72 km/h durch eine Waldkurve gefahren. Der Fahrer sieht in 30 m Entfernung einen umgestürzten Baum quer auf der Straße liegen. Er benötigt 0,3s Reaktionszeit und bremst dann.
a) Berechnen Sie die notwendige Haftreibungszahl, um das Fahrzeug noch vor dem Baum zum Stehen zu bringen.
b) Zu allem Übel hat es geregnet, so dass die Reibungszahl auf 0,3 sinkt. Mit welcher Geschwindigkeit prallt das Auto auf den Baum. Wie viel Prozent seiner ursprünglichen Bewegungsenergie hat das Auto beim Aufprall?

Aufgabe 929 (Mechanik, Energie)
Zeichne das Energiefluss-Schema für ein Auto.
Der Wirkungsgrad eines Autos beträgt etwa 30%. Was bedeutet diese Angabe? Erkläre dabei auch den Begriff "Energieentwertung".

Aufgabe 931 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 933 (Mechanik, Schwingungen)

Das Massestück mit dem Zwirn.

Zwei Pendel sind exakt gleich lang, die Pendelkörper bestehen jeweils aus 100-g-Wägestücken. Der Faden des einen Pendels besteht aus dünnem Zwirn, der Faden des anderen Pendels aus einem Gardinenbleiband. Die Masse des Zwirnfadens ist nicht messbar, das Gardinenbleiband hat eine Masse 37g. Beide Pendel werden um den gleichen Winkel ausgelenkt und losgelassen. Wie verhalten sich die Schwingungsdauern der beiden Pendel?
a) Das Zwirnpendel hat eine kleinere Schwingungsdauer, schwingt also schneller.
b) Beide Pendel haben die gleiche Schwingungsdauer.
c) Das Zwirnpendel hat eine größere Schwingungsdauer, schwingt also langsamer.

Aufgabe 936 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Zwei Autos fahren mit verschiedenen Geschwindigkeiten v1= 160 km/h bzw. v2= 125 km/h dieselbe Strecke von 200 km Länge. Beide Wagen starten gleichzeitig in derselben Richtung. Der Fahrer des schnelleren Wagens macht nach 45min Fahrzeit 15min Pause.
In welcher Entfernung vom Startpunkt aus überholt das schnelle Auto den langsamen Wagen nach der Pause?

Aufgabe 938 (Mechanik, Impuls)
Ein Körper 1 bewegt sich waagerecht und trifft vollkommen elastisch auf einen 2. Körper. Von dem Stoßvorgang wird das unten stehende v(t)-Diagramm aufgenommen. In welchem Verhältnis stehen die Massen der beiden Körper?

Aufgabe 939 (Mechanik, Energie)

2. Es wird aus der Gleichung für die Wurfparabel die Abwurfgeschwindigkeit bestimmt. x ist die Wurfweite, y ist die Wurfhöhe (negativ).

Es werden die beiden berechneten Geschwindigkeiten verglichen. Welche Relation gilt?
a) v1 < v2
b) v1 = v2
c) v1 > v2

Aufgabe 940 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Max Schleicher und Susi Sprint trainieren für einen Wettkampf im Ausdauerlauf.
14:00 Uhr startet Susi auf dem Sportplatz und läuft auf der abgesprochenen Strecke mit einer Geschwindigkeit von 6 km/h. Max startet erst 20 Minuten später und läuft die gleiche Strecke wie Susi,  aber mit einer Geschwindigkeit von 8 km/h.
Nachdem Max seine Partnerin Susi unterwegs eingeholt hat, laufen sie 20 Minuten mit Susis Geschwindigkeit gemeinsam weiter. Dann entschließen sie sich umzukehren.
Sie erreichen den Sportplatz genau 17:00 Uhr.
a) Wann treffen sich Max und Susi?
b) Wie groß ist die maximale Entfernung vom Sportplatz?
c) Mit welcher Geschwindigkeit laufen sie zum Sportplatz zurück?
(Quelle der Aufgabe: Sächsische Physikolympiade 2009, Klasse 6)

Aufgabe 941 (Mechanik, Kräfte/ Federn)

a) Das linke mit der roten Flüssigkeit.
b) Das mittlere mit der grünen Flüssigkeit.
c) Das rechte leere.
d) Alle drei Gläser kippen etwa gleichzeitig um.

Aufgabe 942 (Mechanik, Aggregatzustandsänderungen)

Aufgabe 946 (Mechanik, Erdmond)

Das Titelbild der Septemberausgabe 2013

Vor einiger Zeit erlebten die Abrafaxe, die Helden aus dem "Mosaik", ihre Abenteuer in Australien. Im Septemberheft 2013 wurde auf der Jagd nach dem letzten Teil der Schatzkarte Melissa Pipps in Sydney von üblen Burschen entführt. Jane und die Abrafaxe sind ihnen nach Sonnenuntergang auf der Spur und die Mondsichel beleuchtet die Szene eindrucksvoll. Der Zeichner hat sich mit der Mondsichel Mühe gegeben, der Mond wird von links unten beleuchtet. Sogar ein Hof ist zu erkennen.
Ist kurz nach Sonnenuntergang in Sydney (Australien) eine solche Ansicht möglich oder ist die Lage der Mondsichel der Phantasie des Zeichners entsprungen?
a) Der Mond wird richtig von links unten beleuchtet.
b) Der Mond kann nicht von links unten beleuchtet werden.
c) Das kann man nicht entscheiden.

Aufgabe 947 (Mechanik, Wärmeübertragung)

Die beiden Eisblöcke zu Beginn des Versuches.

Zwei gleiche Eisblöcke werden, wie im Bild zu sehen, auf zwei Stuhllehnen gelegt, so dass sie in der Mitte frei schweben. Über die freie Stelle des einen Blockes wird eine Schlinge aus Stahldraht, über die des anderen eine Schlinge aus Nylondraht gelegt. Beide Drähte haben einen Durchmesser von 1,2 mm.
Jede Schlinge wird unten mit einem Stein beschwert, die Steine haben die gleiche Masse (2,6 kg). Die Umgebungstemperatur beträgt etwa 4°C, so dass die Eisblöcke über 24 Stunden durchhalten.
Nach einiger Zeit erkennt man, dass sich der Stahldraht durch das Eis hindurch bewegt. Unter dem Draht scheint das Eis zu tauen, über dem Draht gefriert es wieder. Nach etwa 22 Stunden fällt er unten heraus.
Wie verhält sich der Nylondraht?
a) Er wandert deutlich langsamer durch das Eis.
b) Er wandert etwa genau so schnell durch das Eis.
c) Er wandert deutlich schneller durch das Eis.

Aufgabe 948 (Mechanik, zusammengesetzte Widerstände)

Drei von sieben möglichen Schaltungen.

Eine 7-Takt-Kochplatte besteht aus drei Heizwiderständen R1 - R3, die in 7 verschiedenen Möglichkeiten miteinander verschaltet werden  und somit 7 verschiedene Leistungen abgeben können. In der Zeichnung sind drei Schaltungen dargestellt.
Beim Anlegen von 230 V fließen die in den Schaltbildern angegebenen Ströme.
Wie groß ist der Widerstand R3?

Aufgabe 950 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Die beiden Orte Apfelwalde und Erdbeerburg sind 40,0 km entfernt; dazwischen liegt 13,0 km hinter Apfelwalde der Ort Birnenroda.
Von Birnenroda startet ein Zug und fährt ohne Halt und mit gleichbleibender Geschwindigkeit nach Erdbeerburg, dass er nach 30,0 min erreicht.
In Erdbeerberg startet zur gleichen Zeit ein Zug, der mit konstanter Geschwindigkeit und ohne Halt über Birnenroda nach Apfelwalde fährt. Beide Züge erreichen zur gleichen Zeit ihren Zielbahnhof.
Wie viel Minuten nach dem Start treffen sich beide Züge? (Die Beschleunigungs- und Bremsphasen sollen vernachlässigt werden)

Aufgabe 954 (Mechanik, Rotation)

Auf einer Autorennbahn liegt der Startpunkt für einen Looping mit 20 cm Radius in der Höhe 3r. Das praktisch reibungsfreie Auto startet aus dem Stand heraus im Punkt A.
a) Stellen Sie die Energiebilanz für die Punkte A, B und D auf.
b) Vergleichen Sie qualitativ die potenziellen Energien  des Autos in den Punkten C, D und E.
c) Mit welcher Geschwindigkeit fährt es durch den Punkt B?
d) Begründen Sie, das das Auto bei dieser Starthöhe durch den Looping fahren kann, ohne im Punkt D herunter zu fallen.

Aufgabe 956 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)

Wie weit geht das 2. Gewicht runter?

Zwei Flaschenzüge sind aus einer Anzahl fester und loser Rollen so aufgebaut, wie es in der Abbildung zu sehen ist.
Wenn die beiden Fäden in der Mitte der Anordnung um den gleichen Weg nach oben bewegt werden, gehen die Gewichte an den Flaschen nach unten. Wie verhalten sich diese beiden Wege?
a) Weg 1 ist größer als Weg 2
b) beide Wege sind etwa gleich groß
c) Weg 1 ist kleiner als Weg 2

Aufgabe 958 (Mechanik, Würfe)

Eine Tennisballmaschine steht 17,0 m weit vom Spieler entfernt. Sie wirft Tennisbälle mit einer Anfangsgeschwindigkeit von 15,0 ms-1. Um den Spieler zu überraschen, soll sie so programmiert werden, dass sie 2 Bälle hintereinander auf verschiedenen Bahnen wirft, die den Spieler gleichzeitig erreichen.
In welchem Zeitabstand muss die Maschine die Bälle werfen?
Start- und Endpunkt des Wurfes befinden sich in gleicher Höhe und der Luftwiderstand soll unberücksichtigt bleiben.

Bildquelle: http://www.tennis-aaron.de/

Aufgabe 959 (Mechanik, Wellen)
Vergleichen Sie eine mechanische Querwelle (Transversalwelle) mit einer mechanischen Längswelle (Longitudinalwelle).

Aufgabe 961 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 962 (Mechanik, Energie)

Aufgabe 963 (Mechanik, Energie)

Das Pendel hängt in der Gleichgewichtslage.

Die Kugel eines Fadenpendels mit 1,2 m Länge  wird aus der Gleichgewichtslage nach links bis in die Waagerechte ausgelenkt und zurück beschleunigt. Bei einer Auslenkung von 90 cm wird die Kugel losgelassen.
Welche Geschwindigkeit muss die Kugel im Punkt 3 mindestens haben, damit sie gerade so eine Kreisbahn schafft?
Reibungsverluste und Rotationsenergie bleiben unberücksichtigt.

Aufgabe 964 (Mechanik, Energie)
Ergänze die jeweils wichtigsten Energieformen, die in den folgenden Beispielen umgewandelt werden.

Aufgabe 965 (Mechanik, Kräfte/ Federn)

Der Zustand vor dem Durchschneiden des grünen Fadens.

Zwei Federn sind mit einem Faden verbunden, oben an einer Aufhängung befestigt und unten mit einem Gewicht belastet. Zwischen den beiden Federn werden zwei weitere Fäden befestigt, wie es in den Abbildungen dargestellt ist. Die Länge der Fäden ist so bemessen, dass die Fäden zwar straff sind, aber nicht belastet werden.
Was passiert mit dem Gewichtsstück, wenn der kurze grüne Faden durchgeschnitten wird?
a) Es bewegt sich in eine Ruhelage nach oben.
b) Es bleibt in dieser Höhe unverändert hängen.
c) Es bewegt sich in eine Ruhelage nach unten.
Hinweis: An Stelle der Federn lassen sich auch Gummis verwenden.

Aufgabe 967 (Mechanik, Newtonsche Axiome)

Aufgabe 968 (Mechanik, Gewichtskraft)

Das Wasser läuft aus dem ruhenden Becher heraus.

In einem mit Wasser gefüllten Becher sind unten zwei kleine Löcher, aus denen die Flüssigkeit im weiten Bogen herausschießt. Der Becher wird etwa 2 m über dem Boden festgehalten und dann losgelassen, so dass er nach unten fällt. Was passiert WÄHREND des Falls mit den Wasserstrahlen?
a) Sie laufen weiterhin so heraus?
b) Sie laufen praktisch waagerecht mit dem fallenden Becher.
c) Sie laufen nach oben gebogen heraus.
d) Es läuft überhaupt kein Wasser heraus.

Aufgabe 970 (Mechanik, Drehbewegung)

Aufgabe 971 (Mechanik, Drehbewegung)

Das Rathaus in Eilenburg.

Die Zeiger der Rathausuhr in Eilenburg haben eine Länge von 820 mm und 550 mm. Sie werden durch das Uhrwerk gleichförmig bewegt.
Mit welchen Geschwindigkeiten bewegen sich die am weitest außen liegenden Punkte der beiden Zeigers?

Aufgabe 975 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 976 (Mechanik, Druck)

In jeder Flasche ist am Boden ein kleines Loch.

In zwei dünnwandigen Flaschen befinden sich kurz über dem Boden in gleicher Höhe zwei gleich große Löcher. In der einen Flasche ist Wasser (blau), in der anderen Brennspiritus (rot). Die Flüssigkeiten stehen in beiden Flaschen gleich hoch und die Löcher sind noch verschlossen.
Dann werden die beiden Löcher zum selben Zeitpunkt geöffnet und die Flüssigkeiten spritzen heraus. Wie weit spritzt der Brennspiritus im Vergleich zum Wasser?
a) Deutlich kürzer.
b) Etwa genau so weit.
c) Deutlich weiter.

Aufgabe 977 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 979 (Mechanik, Energie)
Ein Akrobat mit 70 kg Masse fällt aus einer Höhe von 4 m  auf ein Trampolin. Das Trampolin kann als Feder mit der Federkonstante 4000 N/m betrachtet werden.
Mit welcher Geschwindigkeit trifft der Akrobat auf das Trampolin und wie weit wird dieses eingedrückt?

Aufgabe 980 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Noch ist Grün.

Jeder Autofahrer kennt die Situation: Man fährt mit einer konstanten Geschwindigkeit von 50 km/h auf eine Ampel zu, die Grün zeigt. Plötzlich wechselt die Ampel von Grün in die Gelbphase, die 3,0 s dauert. Danach schaltet die Ampel auf Rot. Bremsen oder weiterfahren? Und wenn ich bremse, stehe ich dann auf der Kreuzung?

Wie groß muss die Entfernung zur Haltelinie mindestens sein, damit man mit einer Reaktionszeit von 0,5 s und einer Bremsbeschleunigung von -5,0 m/s² gerade an der Linie zum Stehen kommt?

Aufgabe 982 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 985 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Auto fährt mit einer Geschwindigkeit von  

Aufgabe 986 (Mechanik, Würfe)

Das linke Geldstück hat von Drehpunkt einen doppelt so großen Abstand wie das rechte Geldstück.

Ein 50 cm langes Lineal wird bei 10 cm drehbar gelagert. Bei 30 cm und 50 cm liegen zwei gleiche Geldstücke. Das rechte Ende wird schnell nach unten gedrückt, so dass die Geldstücke nach oben geschleudert werden. Das Geldstück bei 30 cm erreicht eine bestimmte Höhe. Wie hoch fliegt im Vergleich dazu das Geldstück bei 50 cm?

a) Genau so hoch.

b) Etwa doppelt so hoch.

c) Deutlich mehr als doppelt so hoch.

Aufgabe 989 (Mechanik, Strömung)

Die Versuchsanordnung: die Walze ist auf dem Weg.

Auf einer geneigten Ebene rollt eine Walze von links kommend in ein Wasserbecken. Sie taucht ein und sinkt langsam zu Boden. An welcher Stelle bleibt sie liegen?
a) am linken Rand des Beckens.
b) etwa in der Mitte.
c) am rechten Rand des Beckens.
d) das ist nicht vorhersagbar.

Aufgabe 990 (Mechanik, Wellen)

a) Die Bierflasche erzeugt einen hörbar höheren Ton als die Schorleflasche.
b) Beide Flaschen erzeugen etwa den gleichen Ton.
c) Die Schorleflasche erzeugt einen hörbar höheren Ton als die Bierflasche.

Aufgabe 992 (Mechanik, Schwingungen)

Aufgabe 993 (Mechanik, Auftrieb)

Der GOLDENE BOHRER

Ein Handwerksbursche hat von seinem Meister für gute Arbeit den „GOLDENEN BOHRER“ bekommen. Natürlich möchte er wissen, ob der Bohrer wirklich aus Gold ist. Dazu bestimmt er mit einem empfindlichen Messgerät die Gewichtskraft des Bohrers. Dann taucht er den Bohrer komplett in Wasser ein und misst wieder die Kraft. 
Ist der Bohrer in der Luft, zeigt das Messgerät 0,489 N an, ist er unter Wasser, sind es nur noch 0,429 N.
Wie groß ist die mittlere Dichte des Bohrers?

Aufgabe 997 (Mechanik, Energie)

Aufgabe 998 (Mechanik, Druck)

Die geöffnete Flasche, aus der unten das Wasser rausläuft.

Bohrt man am unteren Ende einer offenen Flasche ein kleines Loch, spritzt das Wasser umso weiter heraus, je höher der Wasserstand in der Flasche ist.
Die Flasche wird nun mit einem Deckel zugeschraubt, in dem ein Strohhalm luftdicht eingeklebt wurde. Der Strohhalm reicht in das Wasser bis etwa 10 cm über das Loch hinein.
Wie ändert sich die Spritzweite des Wassers, wenn der Wasserspiegel in der Flasche noch über der unteren Öffnung des Strohhalms ist?
a) Die Spritzweite sinkt mit fallender Wasserhöhe.
b) Die Spritzweite ändert sich nicht.
c) Die Spritzweite steigt mit fallender Wasserhöhe.

Aufgabe 999 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 1000 (Mechanik, Energie)

Aufgabe 1002 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 1004 (Mechanik, Volumen und Dichte)

Aufgabe 1005 (Mechanik, Reibung)

Die beiden Legoblöcke.

Auf einem waagerecht liegenden Brett stehen nebeneinander zwei zusammengesteckte Legoblöcke. Beide haben die gleiche Masse (jeweils 9 Steine), aber die gelbe Konstruktion hat die sechsfache Auflagefläche. Das Brett wird langsam angekippt, bis die Steine zu rutschen anfangen .
In welcher Reihenfolge rutschen sie los?
a) Die rote  Konstruktion rutscht deutlich eher.
b) Beide Konstuktionen rutschen bei ungefähr dem gleichen Neigungswinkel.
c) Die gelbe Konstruktion rutscht deutlich eher.

Aufgabe 1008 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Frank und Tom sind zum Angelurlaub und haben ihren Hund mit. Früh morgens startet Frank mit 5 km/h zum See. Tom und der Hund folgen ihm 5 min später, wobei Tom mit 8 km/h läuft. Der Hund freut sich auf das Abenteuer und rennt vor Begeisterung  mit 10 km/h immer zwischen den beiden Anglern solange hin und her, bis Tom Frank noch vor dem See einholt.
Wie viele Meter ist der Hund vom Start bis zum Einholen gelaufen?
(Die Beschleunigungsphasen beim Richtungswechsel des Hundes können vernachlässig werden.)

Aufgabe 1010 (Mechanik, Druck)

Die beiden Ballons sind an ihren Schläuchen angeschlossen.

Zwei Luftballons sollen mit Wasser befüllt werden. Dazu wird der blaue Ballon an einem kurzen Schlauch (etwa 10 cm) und der rote Luftballon an einem langen Schlauch (etwa 1 m) befestigt. Das Wasser wird aus einer Kanne über einen Trichter solange eingefüllt, bis nichts mehr rein geht.

Wie viel Wasser geht in den roten Ballon?

a) Deutlich weniger als in den blauen Ballon.
b) Etwa genau so viel wie in den blauen Ballon.
c) Deutlich mehr als in den blauen Ballon.

Aufgabe 1012 (Mechanik, Schwingungen)

Für die Bewegung eines harmonischen Schwingers wird die Elongation in Abhängigkeit der Zeit dargestellt. Gleichzeitig sind in dem Diagramm die Geschwindigkeit und die Beschleunigung des Schwingers eingezeichnet. Welches Diagramm stellt den Zusammenhang zwischen diesen drei Größen richtig dar? (Elongantion: rot, Geschwindigkeit: blau, Beschleunigung: grün)

Aufgabe 1014 (Mechanik, Kräfte/ Federn)

Aufgabe 1015 (Mechanik, Wellen)

Der Konservendeckel und der Luftballon, dem gleich die Tülle abgeschnitten wird.

Auf einem Smartphone ist eine Frequenzgenerator-App installiert, die die Frequenzen im hörbaren Bereich durchfahren kann. Das Smartphone ist zur Verstärkung an einem Lautsprecher angeschlossen. Auf dem Lautsprecher liegt ein Konservendeckel, über dem ein Lufballon mit abgeschnittener Tülle straff gespannt wurde. Über die Gummimembran werden gleichmäßig Salzkörner verteilt.
Mit der Frequenzgenerator-App wird nun die Frequenz des von dem Lautsprecher abgestrahlten Ton erhöht. Was ist an den Salzkörnern zu beobachten?
a) Gar nichts, sie bleiben einfach ruhig liegen.
b) Sie hüpfen wild auf der Membran herum und sind nach einer kurzen Zeit alle heruntergesprungen.
c) Sie sammeln sich nach kurzer Zeit alle in der Mitte und bleiben dort.
d) Bei einer bestimmten Frequenz ordnen sie sich in einem deutlich erkennbaren Muster an.
e) Sie sammeln sich nach kurzer Zeit alle am Rand und bleiben dort.

Aufgabe 1016 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein U-Bahnzug beschleunigt aus dem Stillstand 20 s lang gleichmäßig bis  zum Erreichen der Geschwindigkeit von 90 kmh-1.  Mit konstanter Geschwindigkeit fahrend benötigt er weitere 12 s bis zum Erreichen eines Kontrollpunktes.
a) Zeichnen Sie ein v(t)-Diagramm für diesen Vorgang.
b) Berechnen Sie die im ersten Bewegungsabschnitt wirkende Beschleunigung.
c) Berechnen Sie den mit konstanter Geschwindigkeit zurückgelegten Weg.

Aufgabe 1018 (Mechanik, Wellen)

Aufgabe 1019 (Mechanik, Energie)

Aufgabe 1020 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 1022 (Mechanik, kraftumformende Einrichtungen)

Aufgabe 1023 (Mechanik, Energie)

Aufgabe 1025 (Mechanik, Wellen)

Aufgabe 1027 (Mechanik, Impuls)

Eine Stahlkugel rollt durch ein leicht geneigtes Rohr nach unten und dann auf einem waagerechten, glatten Tisch weiter. Kurz nach dem Verlassen des Rohres stößt sie zentral auf eine ruhende, gleichgroße und deutlich leichtere  Holzkugel. Wie bewegen sich die beiden Kugeln nach dem Stoß weiter?
a) Beide haben die gleiche Geschwindigkeit, die etwas kleiner ist als die Geschwindigkeit der Stahlkugel vor dem Stoß.
b) Beide haben die gleiche Geschwindigkeit, die halb so groß ist wie die Geschwindigkeit der Stahlkugel vor dem Stoß.
c) Die Stahlkugel behält ihre Geschwindigkeit etwa bei und die Holzkugel bewegt sich etwa mit der doppelten Geschwindigkeit der Stahlkugel weiter.
d) Die Stahlkugel bleibt stehen und die Holzkugel bewegt sich mit etwa der vierfachen Geschwindigkeit der Stahlkugel weiter.

Aufgabe 1028 (Mechanik, Druck)

Das Glas ist randvoll.

Ein bekannter Versuch sieht so aus: Ein randvoll mit Wasser gefülltes Glas wird mit einer Postkarte oder ähnlichem zugedeckt, das Glas mit festgehaltener Karte um 180° rumgedreht und die Postkarte losgelassen. Der allseitig wirkende Luftdruck drückt die Karte an das Glas und nichts läuft raus.
Der Versuch wird nun etwas verändert: Über das Glas wird zuerst eine Mullbinde gelegt und dann die Karte daraufgelegt. Nun wird das Ganze wieder um 180° rumgedreht und die Karte langsam und vorsichtig nach unten weggenommen. Was ist zu beobachten?
a) Das Wasser läuft sofort aus dem Glas raus.
b) Das Wasser tropft langsam durch die gesamte Mullbinde hindurch.
c) Die Mullbinde hält das Wasser zurück, es läuft nichts heraus.

Aufgabe 1033 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Für die annähernd geradlinige Bewegung der Berliner S-Bahn von Königs-Wusterhausen nach Wildau ermittelt ein Fahrgast unter Nutzung einer App  mit seinem Smartphone folgende Messwerte:
1. Abschnitt:

Aufgabe 1040 (Mechanik, Kräfte/ Federn)

Aufgabe 1043 (Mechanik, Energie)

Aufgabe 1045 (Mechanik, Würfe)

Aufgabe 1050 (Mechanik, Drehbewegung)

Aufgabe 1053 (Mechanik, Würfe)

Aufgabe 1054 (Mechanik, Schwingungen)

Aufgabe 1055 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 1056 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

Aufgabe 1058 (Mechanik, Volumen und Dichte)
Von zwei Messzylindern hat der eine einen Durchmesser von 3,0 cm und der andere von 6,0 cm.
a) Um welche Höhe steigt das Wasser in jedem Zylinder, wenn man einen festen Körper mit dem Volumen 5,0 cm3 eintaucht?
b) Welche Beziehung besteht zwischen den Steighöhen und den Durchmessern der Zylinder?
c) Wie weit liegen bei den beiden Zylindern die Teilstriche für je 100 cm3 voneinander entfernt?
d) Welche Einheiten (je 10 cm3, 1 cm3 usw.) kann man bei den beiden Zylindern noch durch Teilstriche markieren, wenn der kleinste Teilstrichabstand nicht unter 1 mm liegen soll? Um wie viel Teilstriche steigt dann das Wasser beim Eintauchen des Körpers mit dem Volumen 5,0 cm3?
e) Was folgt aus den bisherigen Feststellungen über die Messgenauigkeit bei engen und weiten Messzylindern?

Aufgabe 1061 (Mechanik, Reibung)
Ein LKW (m=7,5t) fährt auf horizontaler Straße mit einer Geschwindigkeit von 70 km/h. Vor der Rast lässt der Fahrer den LKW ausrollen. Die Fahrwiderstandszahl (Rollwiderstandszahl + Luftwiderstandszahl) des LKW beträgt im Durchschnitt µ=0,11. 
a) Welchen Weg legt der LKW noch bis zum Stillstand zurück? 
b) Und um welchen Faktor ändert sich der Ausrollweg, wenn (1) die Masse des LKW verdoppelt wird, und (2) die Geschwindigkeit des LKW halbiert wird.

Aufgabe 1062 (Mechanik, Schwingungen)

Aufgabe 1063 (Mechanik, Auftrieb)

In der Glasschale ist das flüssige Wachs.

In einer Glasschale befindet sich heißer, flüssiger Wachs. Ein brennendes Teelicht wird über die Oberfläche des Wachs gehalten und losgelassen. Was passiert?
a) Das Teelicht schwimmt auf der Wachsoberfläche und schaut ein Stück raus..
b) Das Teelicht taucht bis zu seiner Oberkante in das Wachs ein.
c) Das Teelicht geht unter.

Aufgabe 1064 (Mechanik, Reibung)

Aufgabe 1066 (Mechanik, Würfe)

Aufgabe 1068 (Mechanik, Schwingungen)

Aufgabe 1069 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Ein Autofahrer fährt mit einer Geschwindigkeit v1 und bremst bis zum Stillstand ab. Dazu benötigt er eine Zeit t1 und fährt bis zum Stillstand einen Weg s1.
Der gleiche Fahrer fährt mit der doppelten Geschwindigkeit 

Aufgabe 1070 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

;

Aufgabe 1072 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 1075 (Mechanik, Würfe)
Der folgende Text stammt aus MAKE: 4/2016, Seite 20 (Maker Media GMBH) und darf mit freundlicher Genehmigung des Verlages verwendet werden. Er gehört zu einem Artikel, in dem der Bau von Wurfgeräte für Plüschtiere usw. beschrieben wird.
Im Text sind einige Fehler enthalten. Finden Sie diese Fehler und korrigieren Sie die Aussagen.

Aufgabe 1078 (Mechanik, Energie)
E1 ist der Energiebetrag, um einen PKW aus der Ruhe auf die Geschwindigkeit v1 zu beschleunigen. E2 ist der Energiebetrag, um den PKW von v1 auf

a)

Aufgabe 1079 (Mechanik, spezielle Relativitätstheorie)
Myonen haben eine Lebensdauer von 2 µs und bewegen sich nach ihrer Entstehung in der Erdatmosphäre mit 99,5% der Lichtgeschwindigkeit. Welchen Weg legen sie in ihrem kurzen Leben zurück, wenn man die Berechnung ohne und mit Berücksichtigung der Relativitätstheorie ausführt?

Aufgabe 1080 (Mechanik, spezielle Relativitätstheorie)
Die Masse eines Körpers hängt von seiner Geschwindigkeit ab, je größer die Geschwindigkeit, um so größer die Masse. Bei welcher Geschwindigkeit hat sich die Ruhemasse eines Körpers verdoppelt?

Aufgabe 1081 (Mechanik, spezielle Relativitätstheorie)
Auf der Erde befindet sich am Ort A eine Uhr. Eine Rakete fliegt mit der ersten kosmischen Geschwindigkeit (7,9 km/s)  in einer Höhe von 200 km um die Erde und überfliegt den Ort A nach jeder 10. Umkreisung. Beim ersten Überflug zeigen die Uhr am Ort A und die Raketenuhr die gleiche Zeit an. Wie groß ist die Zeitdifferenz zwischen beiden Uhren beim nächsten Überflug?

Aufgabe 1082 (Mechanik, spezielle Relativitätstheorie)
Auf dem Nürburgring fand im Mai 2005 das 24h-Rennen statt. Das Gewinnerteam BMW-Motorsport, bestehend aus 4 Rennfahrern, schaffte 139 Runden mit einer Durchschnittsgeschwindigkeit von 147 km/h.
Nach der speziellen Relativitätstheorie vergeht für einen bewegten Körper die Zeit langsamer als für einen ruhenden Körper.
Um wie viel ps (Pikosekunden) ist ein Rennfahrer am Ende des Rennens weniger gealtert als die Zuschauer? Es kann davon ausgegangen werden, dass die Fahrzeit gleichmäßig auf die vier Fahrer aufgeteilt wurde.
24h-rennen.de/

Aufgabe 1083 (Mechanik, Kräfte/ Federn)

a) Stellen Sie in einem Diagramm L(F) dar. F ist die Zugkraft.
b) Lesen Sie aus dem Diagramm die Länge des unbelasteten Seiles ab
c) Bestimmen Sie mit Hilfe der Messwerten, bis zu welcher Länge des Gummiseiles das Hooksche Gesetz gilt.
d) Bestimmen Sie für diesen Bereich die Federkonstante..
e) Beim Bungee-Springen wird ein Gummiseil verwendet, das aus 12 solchen Gummibändern besteht und im unbelasteten Zustand 12,0 m lang ist.
Bestimmen Sie die Federkonstante des Bungee-Seils und begründen Sie Ihre Entscheidung.

Nun soll der eigentliche Bungee-Sprung untersucht werden. Dazu werden zur Vereinfachung folgende Annahmen gemacht:

• die Masse des Seils bleibt unberücksichtigt
• der Luftwiderstand wird vernachlässigt
• der Springer wird als Massepunkt betrachtet
• der Proportionalbereich des Seiles wird während des Sprunges nicht überschritten
• vor dem Absprung ist die Befestigung des Seils an der Plattform und am Springer auf gleicher Höhe. Dieser Punkt ist der Nullpunkt des Koordinatensystems.

f) Der Springer lässt sich nach vorn fallen und stürzt die ersten 12,0 m im freien Fall. Wie lange dauert der freie Fall und welche Geschwindigkeit hat er am Ende?
g) Nach den 12,0 m greift das Seil. Auf den Springer wirken nun die Gewichtskraft und die Kraft des Seiles. Zeichen Sie an einem Punkt, der den Springer darstellen soll, die beiden Kräfte und die daraus resultierende Kraft für eine Stelle ein, an der der Springer noch nach unten fliegt.
Wie verändern sich die Kräfte bis zum tiefsten Punkt des Sprunges?
h) Zeichnen Sie das Diagramm für F( y). F ist die resultierende Kraft und y der Abstand vom Absprungpunkt. Es soll der Bereich 

Aufgabe 1085 (Mechanik, spezielle Relativitätstheorie)
Welche Relativgeschwindigkeit v ergibt sich für zwei Teilchen, die sich mit jeweils ¾ der Lichtgeschwindigkeit aufeinander zu bewegen?

a)

Aufgabe 1086 (Mechanik, komplexe Aufgaben)
Bei einer Rallye fährt der Fahrer eines Autos einen Hang hinauf, hebt mit dem Auto am Ort A ab und bewegt sich über ein 6,0 m breites Wasserhindernis. A liegt 0,5 m höher als das gegenüberliegende Ufer.
Der Vorgang wird zur Vereinfachung ohne Berücksichtigung der Reibungskräfte untersucht. Das Auto ist als Massepunkt zu betrachten.

  b) Ermitteln Sie die minimale Geschwindigkeit, die das Fahrzeug am Ort A haben muss, um das 6,0  m breite Wasserhindernis zu überqueren.

  c) Das Rallye-Fahrzeug durchfährt eine kurvenreiche, ebene Strecke mit wechselndem Straßenbelag.
Damit das Durchfahren gefahrlos möglich ist, muss die Geschwindigkeit des Fahrzeuges den äußeren Bedingungen so angepasst werden, dass die erforderliche Radialkraft in jeder Kurve höchstens gleich der maximalen Haftreibungskraft ist.
Leiten Sie für diesen Fall eine Gleichung v=v(µ, r, g) her.
Formulieren Sie unter Nutzung dieser Gleichung zwei Schlussfolgerungen, wie der Fahrer die Kurven sicher und schnellstmöglich durchfahren kann.

Aufgabe 1087 (Mechanik, spezielle Relativitätstheorie)
Elektronen sollen auf eine Geschwindigkeit von 80% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt werden. Welche Spannung müssen sie dazu durchlaufen?

Aufgabe 1089 (Mechanik, Impuls)

Aufgabe 1090 (Mechanik, Schwingungen)
An einer Feder (D=10 N/m) hängt ein Körper mit 400 g Masse. Die Masse wird um 10 cm aus der Gleichgewichtslage nach unten gezogen und dann losgelassen.
a) Um wieviel wird die Feder durch das bloße anhängen des Massestücks gedehnt?
b) Wie lange dauert eine Schwingung?
c) Gib die Bewegungsgleichungen s(t) und v(t).
d) Zeichne die Diagramme zu s(t) und v(t) für genau zwei komplette Schwingungen.
e) Wie viel Sekunden nach dem Start ist der Körper während der ersten Schwingung 4 cm oberhalb der Gleichgewichtslage und welche Geschwindigkeit hat er dort? (zwei Lösungen)
f) Berechne die größte und die kleinste Kraft, die an der Feder zieht.
g) An diese Feder wird eine weitere Feder  gehängt. Wie groß ist deren Federkonstante, damit das System bei gleicher Masse mit einer Frequenz von 0,6892 Hz schwingt?

Aufgabe 1091 (Mechanik, Wellen)
Auf einem linearen Wellenträger breitet sich eine transversale Welle vom Ursprung eines Koordinatensystems in Richtung der positiven x-Achse mit der Geschwindigkeit c=0,5 m/s aus.
Der Erreger schwingt sinusförmig mit 10 Hz und beginnt zur Zeit t=0 mit einer Bewegung nach oben. Die Amplitude beträgt 1 cm.
a) Wie groß sind die Wellenlänge und die Schwingungsdauer?
b) Nach welcher Zeit hat die Welle die Stelle x = 0,2 m erreicht?
c) Zeichnen Sie ein Momentanbild der gesamten Welle zur Zeit t=0,18 s.
d) Die Welle wird in einem zweiten Versuch nach 9 cm an einem festen Ende reflektiert. Am festen Ende erfolgt ein Phasensprung von 180°.
Zeichnen Sie ein Momentanbild zur Zeit t=0,32s!

Aufgabe 1104 (Mechanik, Energie)

Aufgabe 1106 (Mechanik, Schwingungen)

Aufgabe 1108 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)

  a) Der Transporter fährt mit der konstanten Geschwindigkeit 130 km · h-1, der Sportwagen fährt mit der konstanten Geschwindigkeit 170 km · h-1.  Zum Zeitpunkt t=0 beträgt der Vorsprung des Transporters 550 m.
Berechnen Sie den Abstand, den die Fahrzeuge 2,0 s später haben und ermitteln Sie den Zeitpunkt, zu dem der Vorsprung des Transporters nur noch 500 m beträgt.

  b) Zum Zeitpunkt 13,5 s erreicht der Transporter mit dem Vorsprung 400 m ein ansteigendes Autobahnteilstück und fährt dieses hinauf. Deshalb verringert sich seine Geschwindigkeit auf den folgenden 120 m gleichmäßig von 130 km · h-1  auf 100 km · h-1. Mit dieser Geschwindigkeit bewegt sich der Transporter weiter und wird zum Zeitpunkt tü vom Sportwagen überholt.

  Skizzieren Sie für beide Fahrzeuge ein zugehöriges s(t)-Diagramm für den gesamten in den Teilaufgaben a) und b) beschriebenen Vorgang in ein und dasselbe Koordinatensystem.
Ermitteln Sie den Zeitpunkt tü.

Aufgabe 1109 (Mechanik, beschleunigte Bewegung)
Zwei PKW fahren mit einer konstanten Geschwindigkeit von 100 km/h hintereinander. Der freie Abstand zwischen beiden Autos beträgt 30 m.
Das vordere Auto beginnt zum Zeitpunkt 0s mit einer konstanten Bremsbeschleunigung von 3 m/s² zu bremsen. Der hintere Fahrer sieht die Bremsleuchten des vor ihm fahrenden Fahrzeugs aufleuchten und beginnt nach einer Reaktionszeit von 1 s mit der gleichen Bremsbeschleunigung zu bremsen.
a) Berechnen Sie für beide Autos die Anhaltewege.
b) Wie ändern sich die Anhaltewege, wenn beide Autos mit 4 m/s² bremsen?
c) Zeichnen Sie für beide Autos das s(t)-Diagramm für eine der beiden Bremsbeschleunigungen in ein gemeinsames Koordinatensystem. Der Koordinatenursprung liegt zum Zeitpunkt 0s genau an der vorderen Stoßstange des hinteren Autos!

Aufgabe 1118 (Mechanik, Schwingungen)
Ein Fadenpendel hat die  Länge 

Aufgabe 1120 (Mechanik, Schwingungen)

• Die Feder ist masselos
• die Feder gleitet reibungsfrei in dem Zylinder

a) Um welche Strecke wird die Feder maximal zusammengedrückt, nachdem die Kugel auf ihr gelandet ist? (zur Kontrolle: etwa 19,7 cm)
b) Mit welcher Eigenfrequenz schwingt das System Feder-Kugel?
c) Bestimmen Sie die Amplitude der Schwingung.
d) Skizzieren Sie qualitativ den Verlauf des Abstandes der Kugel von der Ruhelage des Systems Kugel-Feder für die Zeit vom Loslassen der Kugel bis zu dem Zeitpunkt, wo das System Kugel-Feder zum zweiten Mal den oberen Umkehrpunkt erreicht. (y(t)).
Markieren Sie den Punkt, an dem die Kugel auf die Feder trifft.

Aufgabe 1121 (Mechanik, Impuls)
Ein Auto mit der Masse 1,1 t fährt mit unbekannter Geschwindigkeit auf ein 500 kg schweres Hindernis. Nach dem Zusammenstoß schiebt das Auto das Hindernis vor sich her und kommt nach 7,0m zum Stehen. Nehmen Sie an, dass der Reibungskoeffizient nach dem Zusammenstoß für das Auto 0 ist und 0,2 für das Hindernis. Mit welcher Geschwindigkeit hat das Auto das Hindernis angefahren?

Aufgabe 1123 (Mechanik, Auftrieb)

Aufgabe 1124 (Mechanik, Auftrieb)

Die Mitspieler: Hühnerei (links) und Wachtelei, gekocht und geschält.

Ein gekochtes und geschältes Hühnerei geht im klaren Wasser unter. Gibt man eine ordentliche Menge Kochsalz hinzu, steigt das Ei bei einem bestimmten Salzgehalt des Wassers nach oben.
Neben dem Hühnerei befindet sich ein gekochtes und geschältes Wachtelei mit im Glas. Es wird Kochsalz hinzugegeben und das Hühnerei steigt nach einer gewissen Zeit nach oben. Wann steigt das Wachtelei nach oben?
a) Deutlich vor dem Hühnerei.
b) Etwa gleichzeitig mit dem Hühnerei.
c) Deutlich nach dem Hühnerei.

Aufgabe 1125 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 1130 (Mechanik, Würfe)

Aufgabe 1140 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)
Aus einem alten Physikbuch:

Aufgabe 1144 (Mechanik, Impuls)
Trifft ein Ball auf unter einem Winkel α auf eine Wand, so wird er mit dem gleich großen Winkel α‘ reflektiert. Soweit die Theorie. Wie sieht es aber in der Realität unter Berücksichtigung der unvermeidlichen Reibungsverluste auf? Wie verhält sich der Reflexionswinkel im Vergleich zum Einfallswinkel?
a) Er ist kleiner.
b) Es ist genau so groß.
c) Er ist größer.

Aufgabe 1147 (Mechanik, Rotation)

Aufgabe 1149 (Mechanik, Auftrieb)

Die beiden Gläser sind gleich schwer.

Zwei Gläser mit gleicher Masse stehen auf einer Balkenwaage. In das linke Glas kommt ein Apfel. Danach werden beide Gläser bis zum Rand mit Wasser gefüllt. Wie ist das Gewicht des Glases mit dem Apfel im Vergleich zum Glas ohne Apfel?
a) Das Glas mit dem Apfel hat ein größeres Gewicht.
b) Beide Gläser haben das gleiche Gewicht.
c) Das Glas mit dem Apfel hat ein kleineres Gewicht.

Aufgabe 1152 (Mechanik, Auftrieb)

Aufgabe 1153 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 1154 (Mechanik, Schwingungen)
(GK 2014)
Ein vertikaler Federschwinger besteht aus einer Feder mit der Federkonstante D = 2,5 N/m und einem angehängten Körper mit der Masse m = 0,10 kg. Der Abstand zwischen den Umkehrpunkten des schwingenden Körpers beträgt s = 10 cm.
a)  Skizzieren Sie das y-t-Diagramm für mindestens eine Periode.
Geben Sie eine Schwingungsgleichung mit den speziell vorgegebenen
Werten an.
b) Geben Sie für den Zeitpunkt t = 0,10 s die Elongation an.
c)  Geben Sie eine Möglichkeit an, wie durch Veränderung der gegebenen Größen die Frequenz des Oszillators halbiert werden kann. Begründen Sie Ihre Antwort.

Aufgabe 1155 (Mechanik, gleichförmige Bewegung)

Aufgabe 1156 (Mechanik, Schwingungen)

Aufgabe 1158 (Mechanik, Kräfte/ Federn)
Zwei Federn mit den Federkonstanten D1 und D2 werden hintereinander gehangen. Zeigen Sie, dass für die Federkonstante D der gekoppelten Gesamtfeder gilt:

Aufgabe 1159 (Mechanik, Newtonsche Axiome)

Aufgabe 1166 (Mechanik, Newtonsche Axiome)

  b)  Real ist, dass es nach 3000 m die notwendige Geschwindigkeit von 300 km/h erreicht hat und davon fliegt. Wie viel Prozent der Antriebsenergie gehen demnach beim Start an die Umgebung verloren?

Aufgabe 1167 (Mechanik, Rotation)

Aufgabe 1168 (Mechanik, Energie)

  a) Zunächst wird die Reibung vernachlässigt! Nach welcher Strecke auf der geneigten Ebene hat der Körper seine Geschwindigkeit verdoppelt? Welche Geschwindigkeit hat er am Ende der Ebene?

b) Die Reibung ist nun nicht mehr zu vernachlässigen! Bei welcher Reibungszahl gleitet der Körper ohne Änderung seiner Geschwindigkeit die Ebene hinunter?
c) Weisen Sie nach, dass der Körper bei einer Reibungszahl von 0,28 am Ende der Ebene eine Geschwindigkeit von etwa

  d) Zeichnen Sie für den Weg auf der geneigten Ebene die Graphen Epot(s) und Ekin(s) in ein Diagramm. Verwenden Sie für jede Energieform eine andere Farbe.

Aufgabe 1169 (Mechanik, Impuls)
Auf einer horizontalen Luftkissenbahn befinden sich zwei Gleiter. Gleiter 1 hat eine Masse von 400 g und Gleiter 2 von 600 g. Am Gleiter 1 befindet sich ein Stück Knetmasse, so dass die Gleiter nach einem Stoß zusammen weiterfahren.

  c) Der Gleiter 1 bewegt sich mit