Übungsaufgaben für Studenten

DB1997 · Anmeldungsdatum: 06.12.2017 Beiträge: 1

Meine Frage:
1.Sie sitzen auf einem Drehstuhl und rotieren um die vertikale Achse. Sie halten in jeder Hand ein
Gewicht, Ihre Arme liegen am Körper an. Sie strecken jetzt die Arme aus. Welche der unten stehenden
Aussagen ist richtig?
a) Die Rotationsfrequenz ? nimmt zu, weil das Trägheitsmoment abnimmt
b) ? nimmt ab, weil die Rotationsenergie des Systems erhalten bleibt
c) ? nimmt ab, weil das Trägheitsmoment erhalten bleibt
d) Der Drehimpuls bleibt erhalten
e) ? nimmt ab, weil das Trägheitsmoment zunimmt

2.Der kleine Timmy (9) versucht auf der Straße freihändig Fahrrad zu fahren. Prompt sitzt er auf dem
Hosenboden. Das tut weh und das Geschrei ist groß. Sein Vater (Physiker) eilt zu ihm, tröstet ihn und
möchte ihm einen Ratschlag geben. Was ist korrekt? ?Ach Timmy, beim freihändig Fahren??
a) "... musst du genug Geschwindigkeit haben, um das Trägheitsmoment der Räder weiter zu
erhöhen."
b) "... musst du langsam sein, damit du mehr Kontrolle über das Fahrrad hast."
c) "... musst du genug Geschwindigkeit haben, dann stabilisiert sich das Fahrrad aufgrund der
Drehimpulserhaltung."
d) "... kommt die Polizei und es kostet 5 ? Bußgeld.

3.Sie lassen einen Hohlzylinder, einen Vollzylinder und einen Quader mit jeweils der gleichen Masse eine
schiefe Ebene hinunter rollen bzw. gleiten. Der Quader spührt keine Reibung, die beiden Zylinder rollen
perfekt ab, sie haben den gleichen Außenradius. Welche der folgenden Aussagen ist richtig?
a) Der Quader erreicht das Ende der schiefen Ebene zuerst
b) Der Hohlzylinder erreicht eine größere Endgeschwindigkeit als der Vollzylinder
c) Der Vollzylinder hat ein kleineres Trägheitsmoment als der Hohlzylinder
d) Der Hohlzylinder besitzt am Ende der schiefen Ebene die größte Rotationsenergie
e) Bei den Zylindern teilt sich die ursprünglich vorhandene potentielle Energie in Rotations- und
kinetische Energie auf
f) Zuerst erreicht der Vollzylinder, dann der Hohlzylinder und dann der Quader das Ende der
schiefen Ebene

Kann mir vllt jemand die Lösungen sagen, wäre nett, da ich irgendwie bei den Aufgaben nicht weiterkomme

Meine Ideen:
Wir behandeln das Thema Mechanik, da ich zurzeit irgendwie keinen Überblick über die Aufgaben haben, frage ich deshalb ob mir jemand kurz helfen könnte.

Mathefix · Anmeldungsdatum: 05.08.2015 Beiträge: 6123 Wohnort: jwd

Auf die Schnelle

zu 1) Antwort d ist richtig.

Impulserhaltung

Drehimpluls

Durch Verringerung des Radius steigt die Winkelgeschwindigkeit.

zu 2) c ist richtig

Die Räder sind als Kreisel anzusehen. Mit steigender Geschwindigkeit nimmt der Drehimpuls der Räder zu und dem durch eine Auslenkung der Radachse entstehende Kippmoment steht ein höheres Beharrungsmoment senkrecht zur Kipprichtung entgegen.

zu 3) Es heisst "... ist richtig" d.h. nur eine richtige Antwort soll gegeben werden.

Es sind aber mehrere Antworten richtig: z. Bsp. c, e.