Gelöste Probleme in der Grundlagenphysik

Trägheitsmoment von Partikeln – Probleme und Lösungen

1. Zwei Kugeln sind durch einen Stab verbunden (siehe Abbildung unten). Die Masse des Stabes wird vernachlässigt . Die Masse der Kugel P beträgt 600 Gramm, die der Kugel Q 400 Gramm. Wie groß ist das Trägheitsmoment des Systems bezüglich der Strecke AB?

Bekannt:

Die Rotationsachse ist AB.

m _{_p} = 600 Gramm = 0.6 kg, m_{_q} = 400 Gramm = 0.4 kg

r _{_p} = 20 cm = 0.2 m, r_{_q} = 50 cm = 0.5 m

Gesucht: Das Trägheitsmoment des Systems

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4 Nettoarbeit, Gravitationspotenzielle Energie, Kinetische Energie – Probleme und Lösungen

1. Ein 5 kg schwerer Gegenstand befindet sich in einer Höhe von 10 Metern über dem Boden. Die Erdbeschleunigung beträgt 10 m/s² ^. Welche Arbeit muss an dem Gegenstand verrichtet werden, um ihn auf eine Höhe von 15 Metern über dem Boden zu bewegen?

Bekannt:

Masse des Objekts (m) = 5 kg

Höhe (h) = 10 Meter

Erdbeschleunigung (g) = 10 m/ ^s²

Gesucht: Es wurden Arbeiten an dem Objekt durchgeführt, um es auf eine Höhe von 15 Metern über dem Boden zu bewegen.

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Moment der Kraft – Probleme und Lösungen

1. Wenn F _R die resultierende Kraft von F ₁ , F ₂ und F ₃ ist , wie groß sind dann die Kräfte F ₂ und x?

Bekannt:

Nettokraft (F_R) = 40 N

Kraft 1 (F ₁ ) = 10 N

Kraft (F ₃ ) = 20 N

Gesucht: Die Größe der Kraft F₂ _und der Abstand x

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14 Boyles Gesetz, Charles' Gesetz, Gay-Lussac'sches Gesetz – Probleme und Lösungen

1. Der Luftdruck eines Autoreifens beträgt 432 kPa bei einer Temperatur von 15 ° ^C . Nach einigen Stunden beträgt der Luftdruck 492 kPa. Wenn die Ausdehnung vernachlässigt wird , wie hoch ist die Temperatur der Luft im Reifen?

Bekannt:

Anfangsdruck (P ₁ ) = 432 kPa

Enddruck (P₂ ₎ = 492 kPa

Anfangstemperatur (T ₁ ) = 15 ^° C

Gesucht: Endtemperatur (T ₂ )

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Carnot-Zyklus – Probleme und Lösungen

1. Wenn die von der Maschine aufgenommene Wärme (Q ₁ ) = 10,000 Joule beträgt, wie groß ist die von der Carnot-Maschine verrichtete Arbeit?

Bekannt:

Niedrige Temperatur (T₂ ₎ = 400 K

Hohe Temperatur (T ₁ ) = 800 K

Wärmezufuhr (Q ₁ ) = 10,000 Joule

Gesucht: Arbeit, die von der Carnot-Maschine verrichtet wird (W)

Lösung:

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Manometerrohr – Probleme und Lösungen

1. Ein Manometerrohr ist mit zwei Flüssigkeiten gefüllt. Die Dichte der Flüssigkeit 1 beträgt ρ₁ ₌ 0.8 g· ^cm⁻³ , die Dichte der Flüssigkeit 2 beträgt ρ₂ ₌ 1 g· ^cm⁻³ , und die Höhe h₁ ₌ 10 cm. Wie groß ist dann die Höhe _h₂?

Bekannt:

Dichte der Flüssigkeit 1 = 0.8 g· ^cm⁻³

Dichte der Flüssigkeit 2 = 1 g· ^cm⁻³

Höhe 1 = 10 cm

Gesucht: Größe 2

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Mechanische Energie – Probleme und Lösungen

Das Arbeits-Energie-Prinzip

1. Der Gleitreibungskoeffizient zwischen Block und Boden (μ _{_k} ) beträgt 0.5. Wie groß ist die Verschiebung eines oder mehrerer Objekte? Die Erdbeschleunigung beträgt 10 m/ ^s².

Bekannt:

Der Gleitreibungskoeffizient (μ _k ) = 0.5

Masse des Blocks (m) = 4 kg

Die Erdbeschleunigung (g) beträgt 10 m/ ^s²

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Temperatur und Wärme – Probleme und Lösungen

1. Auf einem Thermometer X liegt der Gefrierpunkt von Wasser bei -30 ^°C und der Siedepunkt von Wasser bei 90 ^°C . 60 ^°C X = … ^° C.

Bekannt:

Der Gefrierpunkt von Wasser beträgt -30 ^°C.

Der Siedepunkt von Wasser beträgt 90 ^°C.

Gesucht: 60 ^o X = ….. ^o C

Lösung:

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Astronomische Teleskope – Probleme und Lösungen

1.

Ermitteln Sie anhand der obigen Grafik die Vergrößerung des Teleskops , wenn das Auge entspannt ist.

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Thermodynamik – Probleme und Lösungen

Der erste Hauptsatz der Thermodynamik

1. Wie groß ist anhand des untenstehenden Diagramms PV das Verhältnis der vom Gas im Prozess I verrichteten Arbeit zur vom Gas im Prozess II verrichteten Arbeit?

Bekannt:

Prozess 1:

Druck (P) = 20 N/ ^m²

Anfangsvolumen (V₁ ) ₌ 10 Liter = 10 dm³ ⁼ 10 × ^{10⁻³ m³}

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