Prüfungstrainer Physik: Klausur- und Übungsaufgaben mit by Claus Wilhelm Turtur

By Claus Wilhelm Turtur

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1) m1 ˜ v12S  m2 ˜ v22S m1 ˜ u12S  m2 ˜ u22S : d (Glg. 2) Im Schwerpunktssystem ist c 0 , also folgt aus Glg. 1 2P m1 ˜ u1S  m2 ˜ u2 S 0 Ÿ u1S  m2 ˜ u2 S . m1 (Glg. 3) Setzt man diese Beziehung in Glg. 2 ein, so erhält man d m1 ˜ u12S  m 2 ˜ u 22 S m1 ˜ m22 m12 ˜ u 22 S  m2 ˜ u 22 S § m22 ·  m2 ¸ ˜ u 22 S Ÿ ¨ ¨m ¸ © 1 ¹ 2P Da das negative Vorzeichen u2 S v2 S u 2S r d m22  m2 m1 r 12 m . s 12 ms ergäbe, also ein ungestörtes aneinander Vorbei- laufen der Kugeln, bleibt die physikalisch sinnvolle Lösung, die tatsächlich den Stoß beschreibt, die andere mit dem positiven Vorzeichen: u 2 S 12 ms (für Kugel Nr.

Bild 1-17 Veranschaulichung eines Lineals zur Benutzung als Wägebalken. In Position „1“ bleibt das Lineal auf der Schneide liegen, da es mittig ausbalanciert ist. In Position „2“ balanciert das außermittig aufliegende Lineal die Masse mx aus. 26 Lösungsstrategie: Zu berechnen ist natürlich ein Gleichgewicht der Drehmomente. Ein Stück des „bloßen“ Lineals liefert links des Auflagers ein Drehmoment, der Rest des Lineals plus die angehängte Masse M liefern rechts des Auflagers das ausgleichende Drehmoment.

T 1500 Umdrehungen . 10 Drehimpuls und Rotationsenergie  15 Min. 2 Punkte 8P Ein beliebtes Kunststück bei Eiskunstläufern ist die sehr schnelle Drehung um die eigene Achse. Die Technik dazu kann man sich wie folgt vorstellen: Man beginnt mit gerade gehaltenem Körper (zur Vereinfachung der Berechnungen) und weit nach außen gestreckten Armen und dreht sich dabei so schnell man kann. Dann zieht man die Arme senkrecht über den Kopf, um deren Rotationsradius zu minimieren. Dadurch erhöht sich die Winkelgeschwindigkeit spürbar.

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