Bombentrichter
Archiv => 1./2. Semester => Übungsaufgaben 1./2. Semester => Topic started by: GyO on July 26, 2008, 04:19:22 pm
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Hey Leute!
Ich hab mal angefangen die Aufgaben der Physikklausur aus der Klausurensammlung zu rechnen und mich würde zu Vergleichszwecken mal interessieren was ihr so rausbekommen habt.
Hier meine Ergebnisse:
1. m2/m1 = 2,7
2.1 T = 1,9 s
2.2 x(t) = x0 * cos (t/sqrt(m/k))
2.3 vxm = x0/sqrt(m/k)
axm = x0*k/m
3. v1 = 4,3 m/s
v2 = 6,4 m/s
==> I = 0,7 * 10^(-3) m³/s
4. und 5. hab ich noch nicht, wobei mir bei 5. nicht klar ist, wie ich die Richtung des elektrischen Feldes bestimmen soll, ohne die Ladung der Platten zu kennen. Könnt ihr mir da weiterhelfen?
Danke schon mal und viel Spaß noch bei der Prüfungsvorbereitung. Macht ja ehh viel mehr Spaß drinnen im Kühlen zu hocken als draußen in der Hitze zu verbrennen.
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Bei 5. hast ja nen Koordinatensystem gegeben da mit findest die Richtung raus, ansonsten steht die Aufgabe fast so im Übungsbuch auf seite 223. Und kannst du mir sagen wie du bei erstens auf die 3,7 kommst ich hab da vielleicht nen Fehler und hab da so 2,7 raus.
Danke
mfg
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Hi
Hier meine Ergebnisse ( bitte um Bestätigung oder Korrektur )
zu Aufgabe 1:
hab auch 2,7 raus ( bzw. 2,78 -> 2,8 aber Rundung soll erstmal egal sein)
zu Aufgabe 4:
1) Parabel nach rechts unten - Waagerechte nach links - Senkrechte nach oben zum Ausganspunkt
2) Wa = 980 J
3) Arbeit adiabatisch = 980 J ; Arbeit isochor = 0 ; Arbeit isobar = 613,8 J
Arbeit Gesamt = 1593,8 J
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Wie bisten auf die adiabatische arbeit gekommen?
Mir fehlt da irgendwie nen gegebener Wert.
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Hab ich einfach von 2) übernommen, weil das ist ja die Arbeit die in diesem Schritt verrichtet wird. Oder meinst du wie ich die 980 J ausgerechnet habe ?
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Bei 1. habt ihr natürlich recht. Ich hab da auch 2,7 raus, hatte ein minus 1 vergessen.
Wenn ich das also richtig verstehe gehen die Feldlinien bei 5. also von oben nach unten (y-Koordinate zeigt nach oben, dort ist also +) oder?
Und noch eine Frage zu 4.: was ist den als 1,4 gegeben? Bei mir fehlt vor dem Gleichheitszeichen ne Angabe.
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wie du Wa berechnet hast?
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Ja mein ich da ja ansonsten nix anderes in Aufgabe 5. gegeben ist und wie man Wa berechnet würde mich auch interresieren.
Danke :)
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p*v^kappa = p1*v1^kappa = konst
Das nach p umstellen, in die Ausdehnungsarbeitsgleichung einsetzen,nach V integrieren und v2 und v1 einsetzen:
Wa = ((p1*v1^kappa) / (1- kappa)) * ((v2^(1-kappa)) - (v1^(1-kappa)))
Ich hoffe du kannst die Reihenfolge erkennen
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Jo Danke und so wie ich das sehe ist das was da nach dem Gleichheitszeichen steht der kappa wert.
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Zu der Aufgabe 3 noch mal...haben da alle das Selbe wie GyO raus??? Ich hab nämlich I = 4,9 * 10^-4 m³/s raus...hm hm...
Ach ja, und wieviel Prozent braucht man zum Bestehen bzw. für die 4 halt?!^^
thx und gruß
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Wenn ich das grad richtig im Kopf habe wars für Physik recht wenig, so um 25% rum...
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hi! bei den ergebnissen der 2. aufgabe stimm ich euch zu...............nur bei der ersten hab ich keinen blassen schimmer :(
kann mir da mal jemand bitte paar ansätze oder den lösungsweg zeigen/erklären???
danke schon mal im voraus, grüße
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also ich habe unelastischen stoß genommen, v2 ist ja null
den energieansatz, also Epot=Ekin um auf die geschwindigkeit von m1 zu kommen
dann noch die wurfparabelgleichung: y = -g*x^2/(2*v^2), diese nach v umstellen und in die gleichung des stoßes einfügen, das alles noch umstellen
bei mir kommt dann m2/m1 = 2,77... raus
viel spaß
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@blubseN
Zu Aufgabe 3
v1 = 3,01 m/s ; v2 = 4,48 m/s ; I = 4,9 * 10 ^-4 m^3/s
siehe auch:
http://www.bombentrichter.de/showthread.php?t=10742&page=2
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stimmt. I = 4,9*10^-4
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sehr gut, dann hab ichs ja richtig! ;-) hätt mich nämlich auch stark gewundert^^
ah lol...mir ist grad aufgefallen, dass ich oben ^-3 stehen hatte...aufm blatt hab ich aber ^-4 :-D war beim tippen wahrscheinlich schon beim m^3 ;-) werds oben auch noch ändern!
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hi! bei den ergebnissen der 2. aufgabe stimm ich euch zu...............nur bei der ersten hab ich keinen blassen schimmer :(
kann mir da mal jemand bitte paar ansätze oder den lösungsweg zeigen/erklären???
danke schon mal im voraus, grüße
Umwandlung potentieller Energie in Kinetische (EES gilt) --> v ausrechnen
danach IES (EES gilt nicht mehr), wobei die Geschw. des zweiten Körpers 0 ist --> v' ausrechnen
danach schräger Wurf --> Superposition von gleichförmiger Bewegung in x-Richtung und beschleunigter Bewegung in y-Richtung
Gleichung für y-Richtung nach t umstellen und in Gleichung für x-Richtung einsetzen.
v einsetzen
v' einsetzen
nach m2/m1 umstellen
edit:
Wenn bei 3. das Rohr wie im Anhang verlaufen würde, müsste ich noch die Epot --> Ekin Umwandlung mit reinnehmen oder?
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sollen da noch die 2 steigrohre ran?
dann müsste das doch auch einfach mit der bernoulli und kontinuitätsgleichung gehen.
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sollen da noch die 2 steigrohre ran?
dann müsste das doch auch einfach mit der bernoulli und kontinuitätsgleichung gehen.
Kann, muss aber nicht, der statische Druck für den Querschnitt kann ja auch einfach gegebensein. (Ich habs eigentlich vergessen einzuzeichnen :D)
Mir gehts eher darum ob hier schon mit dem Schweredruck rechnen muss, da ja eigentlich potentielle Energie in Kinetische umgewandelt wird, oder?
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Kann, muss aber nicht, der statische Druck für den Querschnitt kann ja auch einfach gegebensein. (Ich habs eigentlich vergessen einzuzeichnen :D)
Mir gehts eher darum ob hier schon mit dem Schweredruck rechnen muss, da ja eigentlich potentielle Energie in Kinetische umgewandelt wird, oder?
Du meinst, ob man bei deinem Beispiel (dein Bild) Schweredruck mit reinnehmen müsste?
Ich denke schon, aber nur die Differenz von den Rohrmittelpunkten. Sicher bin ich mir da aber auch net.
Hi
Hier meine Ergebnisse ( bitte um Bestätigung oder Korrektur )
zu Aufgabe 1:
hab auch 2,7 raus ( bzw. 2,78 -> 2,8 aber Rundung soll erstmal egal sein)
zu Aufgabe 4:
1) Parabel nach rechts unten - Waagerechte nach links - Senkrechte nach oben zum Ausganspunkt
2) Wa = 980 J
3) Arbeit adiabatisch = 980 J ; Arbeit isochor = 0 ; Arbeit isobar = 613,8 J
Arbeit Gesamt = 1593,8 J
Habe hierzu noch ne Frage: mit dem Integral aus Teilaufgabe 2) bekomme ich die gesamte Fläche unter der Isotherme.
Für Teilaufgabe 3) soll ich aber die Fläche, die vom Kreisprozess eingeschlossen ist, berechnen, also die Arbeit, die ich effektiv rausbekomme.
Daher müsste ich eigentlich die isobare Arbeit (die ich am System verrichte) von der Adiabatischen aus Teilaufgabe 2) abziehen. Oder?
Dann wäre das Ergebnis: 366 J
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Erstmal is das ne adiabate Expansion bei 2).
Das heißt das Gas dehnt sich aus und verrichtet positive Arbeit.
Bei 3) musst du von der adiabaten Arbeit die isobare Arbeit abziehen damit du
die Fläche innerhalb des Kreisprozesse bekommst, also die effektive Arbeit.
Da sich aber das Gas beim isobaren Prozess zusammenzieht ist die Arbeit in diesem Schritt
negativ.
Wges=Wa + (-Wb)
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@ Duke:
Du bringst da glaube ich ein zusätzliches negatives Vorzeichen rein, was nicht da ist.
Die Definition für die nach außen abgegebene Arbeit (eingeschlossene Fläche) lautet:
Fläche unterhalb der Adiabate - Fläche unter der Isobare.
(Quelle: Duden Abitur Physik, S. 191 unten).
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@ Duke:
Entweder du subtrahierst die Flächen oder du addierst die Arbeiten.
Bei deiner Variante würdest du ja effektiv mehr Arbeit erhalten, als das Gas bei der Adiabaten verrichtet. Das ist aber gerade der einzige Fall, wo das Gas Arbeit verrichtet.
Bei der Isobaren steckst du Arbeit rein. Damit muss die effektiv erhaltene Arbeit, kleiner sein, als die bei der Adiabaten verrichtete.
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Sorry das diese frage nicht in der klausurensammlung ist aber vllt. prüfungsrelevant.Komme auf ein Ergebnis von 80,72 m/s nach 11 Sekunden.Aber laut Lösung müsste irgendwas mit 83 rauskommen.Kann mir da bitte mal jemand helfen ?
Danke schon mal!
nach 11s: v = 83 m/s
nach 18s: v = 178 m/s
Aufgabe:
Eine vier Tonnen schwere Rakete startet mit einem Neigungswinkel von
a = 80° zur
Oberfläche. Ihre Triebwerke beschleunigen sie für 11 Sekunden mit der Kraft von 68000
Newton. Danach wird die 2. Brennstufe dazugeschaltet, so dass sich die Beschleunigung für
weitere 7 Sekunden nochmals um 6 m/s² erhöht.
(Beantworten Sie folgenden Fragen unter Vernachlässigung der Korrekturterme für den
Luftwiderstand und der Erdkrümmung, aber unter Berücksichtigung der Erdbeschleunigung,
g = 9,81m/s² !)
a) Wie schnell ist die Rakete nach 18 Sekunden?
b) In welcher Höhe befindet sie sich nach dieser Zeit?
c) Wie weit ist sie von der Startrampe entfernt
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Ja ich hab das glaub ich irgendwie doof erklärt.
Komm jedenfalls auf die 0,367kJ
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@Blumentopf:
- die Kraft in x- und y-Richtung zerlegen
--> nicht vergessen in y-Richtung die GEwichtskraft abzuziehen
- die Beschleunigungen dazu aufstellen (F=m*a)
- integrieren
- einzelne Geschwindigkeiten ausrechnen
- per Vektoraddition zusammenrechnen (Pythagoras)
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3) Arbeit adiabatisch = 980 J ; Arbeit isochor = 0 ; Arbeit isobar = 613,8 J
Arbeit Gesamt = 1593,8 J
Zu Aufgabe 3:
Es gibt zwei Möglichkeiten das auszurechnen.
Die eingeschlossene Fläche die genutzte Arbeit, die Umlaufrichtung gibt dabei das Vorzeichen an.
Möglichkeit 1: Über Flächenberechnung: W=Fläche unter der Kurve
W(nutz)=W(adiabatisch) - W(isobar)
Möglichkeit 2: Man geht über die vektoriellen Größen der Arbeit, dann ist W(adiabatisch) positiv und W(isobar) negativ, da am Ende eine geschlossene Fläche herauskommen muss, müssen die vektoriellen Größen addiert werden.
W(nutz)=W(adiabatisch) + [- W(isobar)]
Du meinst, ob man bei deinem Beispiel (dein Bild) Schweredruck mit reinnehmen müsste?
Ich denke schon, aber nur die Differenz von den Rohrmittelpunkten. Sicher bin ich mir da aber auch net.
Genau da die Höhen bis zum Rohrmittelpunkt unterschiedlich sind.
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@saimat
hätte es so gerechnet:
Fbe=Fschub-Fg=68000-m*g*sin80
Fbe=m*a
v=a*t
was ist da falsch ?
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Du vernachlässigst eine Komponente von Fg [Fg*cos(a)]. Dadurch fehlt Dir ein Teil der Geschwindigkeit.
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Wenn ich das grad richtig im Kopf habe wars für Physik recht wenig, so um 25% rum...
kann das jmd bestätigen dass es definitiv so is?
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@saimat
hätte es so gerechnet:
Fbe=Fschub-Fg=68000-m*g*sin80
Fbe=m*a
v=a*t
was ist da falsch ?
Du darfst Fg nicht mit sin80 multiplizieren, da macht es ja noch kleiner, es muss aber größer werden wenn du die Kräft subtrahieren möchtest.
Also ich habs versucht, komme aber ebenfalls nicht auf das Ergebnis.
Fb (besitzt den Winkel 80°)
Fr= resultierende Kraft
Fb= Beschleunigungskraft der Raket = 68000N
Fg= Gewichtskraft = 4000*9,81 (kg*m/s²)
a.r= resultierende Beschleunigung
m = Masse der Rakete = 4000kg
t.1 = 11s
t.2 = 7s
Fg/sin80 ergibt eine Kraft die den gleichen Anstieg hat wie Fb
Daraus folgt
Fr = Fb - (Fg/sin80°)
Fr = m*a.r
m*a.r = Fb - (Fg/sin80°)
a.r = (68000N/4000kg) - (Fg/sin80°)/4000kg
a.r = (17 - g/sin80°) m/s²
a.r = 7.04 m/s²
v.1= a.r*t.1 = 77.44 m/s
Wenn jetzt noch zusätzlich gezündet wird: (a.r+6)m/s² = 13.04 m/s²
v.2= (a.r + 6)*t.2 + a.r*t.1 = 168,7 m/s
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Du darfst Fg nicht mit sin80 multiplizieren, da macht es ja noch kleiner, es muss aber größer werden wenn du die Kräft subtrahieren möchtest.
Ist denke ich so nicht richtig. Die Gewichtskraft hat schon eine bestimmte Wirkungslinie. Das Einzige, was Du machen kannst, ist sie nach dem Superpositionsprinzip in einzelne Bestandteile zu zerlegen. Diese können aber nie größer sein als die Ausgangskraft. Er hat den Teil in Startrichtung benutzt. Aber den anderen hat er vernachlässigt. Da liegt eher der Fehler.
@ blumentopf:
Der Anfang der Aufgabe ist im Anhang - ist zwar von der Form her jetzt nicht so toll, aber man sollte erkennen können, was ich gemacht habe.
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Ist denke ich so nicht richtig. Die Gewichtskraft hat schon eine bestimmte Wirkungslinie. Das Einzige, was Du machen kannst, ist sie nach dem Superpositionsprinzip in einzelne Bestandteile zu zerlegen. Diese können aber nie größer sein als die Ausgangskraft. Er hat den Teil in Startrichtung benutzt. Aber den anderen hat er vernachlässigt. Da liegt eher der Fehler.
Okay, Fehler erkannt. Dankeschön. :happy:
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Ja, je nachdem, wie man sein Dreieck da anträgt.
Zur Zerlegung von Fg:
Ich weiß jetzt nicht genau was Du meinst. Ich selbst habe die Schubkraft zerlegt und in der y-Richtung die Gewichtskraft abgezogen.
Blumentopf und wilk haben versucht, zwei andere Richtungen zu nutzen. Wenn man eine davon in die Startrichtung der Rakete legt, dann muss man die Gewichtskraft zerlegen. Mehr hab ich doch garnicht sagen wollen :).
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@duke @Ultimate Toni
Danke für die Hilfe, hatte nen kleinen Denkfehler was als positive Arbeit gewertet wird
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@ Saimat deine Lösung is vollkommen richtig! doch statt extra den gegenwinkel zu alpha zu nehmen kannste bei Fy auch einfach den sin von alpha nehemen...is aber völlig wurst!
Aber eins in deriner Aussage war unklar! wieso soll man Fg erst in 2 Komponenten zerlegen???
Am einfachsten ist es doch über F=m*a (umgestellt zu a=F/m) die resultierende beschleunigung auszurechen. Diese resultierende, is jedoch nicht gleich zusetzen mit der resultierenden beschleunigung, die tatsächlich wirkt, weil dem gesamtbeschleunigungswert inb y richtung ja noch die fallbeschleunigung entgegen wirkt. Dann kann man diese beschleunigung einfach in 2 komponenten zerlegen mit ay=a*sin 80°-g und ax=a*cos 80° und fertig! Damit kann ich dann die jeweiligen geschwindigkeiten ausrechnen! somit hab ich Fg nur in y- richtung betrachtet, da sie ja auch nur da wirkt.
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Aso ok, da hab ich das falsch verstanden. Ja also hast natürlich recht;)
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Kurze Frage, mit wieviel Prozent richtiger Antworten gilt denn die Prüfung als bestanden?
mfg
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In nem anderen Thread hab ich gelesen 25% würden reichen...bin mir aber auf keinen fall sicher. Aber denke man braucht nicht viel!
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wenn es so wäre, wäre es doch ma was :D
euch allen heute viel erfolg!!!
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UNI-Schnitt für die 4 ist normalerweise 40%.
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also für alle, die es interessiert bzw. bei den es nicht angesagt wurde: bei uns (mb) wurde angesagt, dass wir nur 28% zum bestehen brauchen!
gruß
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jo, 14 punkte um genau zu sein... also doch recht machbar hoffe ich *g*