WissSIM-Forum NatMed

Fragen im Themenbereich "Physik"

    Induktivität und Magnetismus
    MaJa
    12.08.18, 10:57:49
    Hallo,

    vielleicht kann mir einer von euch weiterhelfen.
    Können die Themen Induktivität und Magnetismus im Ham nat auch dran kommen? Die stehen ja eigentlich nicht im Themenkatalog, nur bin ich über manche Übungsaufgaben zu diesen Themen gestolpert.

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    Ideales Gas - Volumenzunahme
    Toni
    6.08.18, 10:53:22
    Um wie viel Prozent nimmt das Volumen einer bestimmten Menge eines idealen Gases zu, wenn die Temperatur bei konstantem Druck von 20° auf 37° steigt?

    Wie komme ich hier von der Gasgleichung p*V=n*R*T auf die Prozentzahl?

    Danke für eure Hilfe!

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    Nav
    6.08.18, 16:08:51
    0Ist die Lösung 5%?

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     Nein, 85% ist richtig...

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    Toni
    6.08.18, 16:43:10
    ALi
    9.08.18, 00:09:58
    0Hallo Toni,

    T in der Gleichung ist die absolute Temperatur in Kelvin oberhalb des absoluten Nullpunktes. Das Verhältnis ist also nicht 37:20 = 1,85 sondern 310,15:293,15 = 1,058, also knapp 6 %.
    Dazu kann man die Gleichung nach V auflösen: V = T · nR:p
    nR:p ist konstant, d. h. nur die prozentuale Erhöhung von T ist interessant; sie ergibt sich durch o. g. Division der beiden absoluten Temperaturen.

    Viele Grüße

    ALi

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     Hallo Ali, vielen Dank für deine Hilfe!
    Ich stehe nur grade vollkommen auf dem Schlauch, wie komme ich drauf, dass es 6%sind?
    Das mit der absoluten Temperatur ist mir klar, aber wie komme ich dann vom Verhältnis auf die Prozent?
    Danke!

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    Toni
    10.08.18, 12:41:31
     ... wenn ich die aufgelöste Formel einmal mit T = 293,15 K ausrechne und dann mit T = 310,15 K, dann bleibt alles gleich, außer dem Faktor T, der im zweiten Fall um Faktor 310,15 K : 293,15 K = 1,058 steigt, also 5,8 % ≈ 6 % Zunahme.

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    ALi
    10.08.18, 21:05:41
    Optik - Brechkraft
    Toni
    5.08.18, 16:37:58
    Hallo Ali,
    Die beiden Krümmungsradien einer bikonvexen Linse werden um 20% erhöht.

    Wie ändert sich die Brechkraft der Linse?

    Ich kenne nur diese eine Formel, die passen könnte: 1/f =(n−1) * (1/R1 − 1/R2)
    Wenn sich die beiden um 20% erhöhen heißt das ja: R2=1.2*R1 oder?
    Wie komme ich aber dann auf die Brechkraft?
    Schöne Grüße und vielen Dank!

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    ALi
    10.08.18, 21:14:48
    0Hallo Toni,

    fast: Beide Krümmungsradien sollen sich um 20 % (also Faktor 1,2) erhöhen. Der Faktor 1,2 unter den beiden Bruchstrichen lässt sich deshalb
    1.) als 1:1,2 vor den Bruch ziehen und dann
    2.) als Faktor 1,2 vor 1:f multiplizieren

    Die Antwort ist dann, dass sich die Brechkraft um den Faktor 1,2 ändert.

    Viele Grüße

    ALi

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    Widerstandsdraht
    Toni
    5.08.18, 16:26:57
    Hallo Ali,
    Ein Widerstandsdraht besitzt einen Widerstand von 2,5 Ohm pro Meter.

    Auf wie viel Volt muss eine Stromquelle eingestellt werden, damit ein daran angeschlossener Draht mit einer Länge von vier Metern eine Heizleistung von 40 Watt erbringt?

    Bezieht sich hier die Angabe des Widerstands (2,5 Ohm/m) auf den genannten angeschlossenen Draht? Dann hätte ja der 4m lange Draht einen Widerstand von 10 Ohm.
    Allein mit der Leistung und dem Widerstand, kann ich aber ja nicht die Spannung ausrechnen oder?
    Viele Grüße und Danke!

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    Nima
    5.08.18, 22:31:02
    0Die Leistung P=U*I
    I brauchen wir nicht, also ersetzen wir es (I=U/R) > P=U^2/R > U^2=P*R > U=Wurzel(P*R)
    U=Wurzel(40*10)
    U=20V

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     Super danke ich hab`s verstanden! Bin nicht drauf gekommen nach U umzustellen...

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    Toni
    6.08.18, 09:17:43
    Winkelgeschwindigkeit
    Hamida
    8.08.17, 23:22:08
    Der Stundenzeiger einer Turmuhr ist 1,25 m lang und ist fest im Zahnrad (z=96) verankert. Dieses Zahnrad wird von Z2 (z= 32) angetrieben.
    Wie hoch ist die mittlere Winkelgeschwindigkeit von z2?

    Vielen Dank!

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    ALi
    10.08.17, 00:10:16
    0Hallo Hamida,

    der Stundenzeiger dreht sich, wenn die Uhr korrekt läuft, mit 360° pro 60 min. Dabei dreht sich das große Zahnrad um 96 Zähne. Das kleine mit 32 Zähnen wird dabei also dreimal gedreht ...

    Viele Grüße

    ALi

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     ... der Stundenzeiger dreht sich natürlich mit 360° pro 12 Stunden ...

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    ALi
    10.08.17, 08:53:04
    Spannung zwischen 2 Punkten (Reihenschaltung)
    Hamida
    8.08.17, 21:36:15
    Drei Widerstände R1= 180kOhm, R2=200kOhm, R3=620kOhm liegen in Reihe geschaltet an einer Spannung von 26V. Welche Spannung ermittelt man mit einem Meßgerät(Innenwiderstand 100kOh) zwischen den Anschlüssen von R2.

    Ich habe an Potentialdifferenz von R1 und R3 gedacht, jedoch wie komme ich mit dem gegebenen Werten auf das Potentiale?

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    ALi
    10.08.17, 00:07:23
    0Hallo Hamida,

    die drei Widerstände sind recht groß, der Innenwiderstand des Spannungsmessers recht niedrig. Daher wird man für die Messung für R2 und das Messgerät - als parallel geschaltete Widerstände - einen Gesamtwiderstand berechnen müssen (die Kehrwerte-Formel) und das dann mit R1 und R3 in Reihe betrachten müssen, d. h. den Spannungsabfall (siehe Deine Frage von neulich) über die Parallel-Kombination R2/Messgerät.

    Viele Grüße

    ALi

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    Rotationsgeschwindigkeit
    Pini
    7.08.17, 22:06:37
    Hallo!
    Wenn ich die Drehgeschwindigkeit eines Propellers habe und berechnen möchte, mit welcher Drehfrequenz sich die Schallwellen bewegen, mein Propeller aber mehre Rotationsflügel hat, muss ich letztere mit einbeziehen? ( Dh. meine Frequenz mal Anzahl Rotatoren ) ?
    Vielen, vielen Dank :-)

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    ALi
    8.08.17, 00:20:19
    0Hallo Pini,

    also Propellertheorie ist nicht so mein Ding (hat nicht mehr so viel mit Medizin zu tun), aber wenn es um die Frequenz des Schalls geht, der seitlich abgestrahlt wird, weil die Blätter die Luft periodisch komprimieren, dann müsste man tatsächlich die Drehzahl in Hz mit der Anzahl der Blätter multiplizieren.

    Viele Grüße

    ALi

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    Schallgeschwindigkeit
    Tim
    7.08.17, 14:06:40
    Hallo ALi,

    bei folgender Aufgabe brauchte ich ebenfalls Deine Hilfe:

    Ein Generator erzeugt Schwingungen mit einer Frequenz von 20 kHz. In einem Gas bilden sich dabei Schallwellen mit einer Wellenlänge von 6,4 cm aus. Wie groß ist die Schallgeschwindigkeit?

    Ich rechne zuerst 20 kHz in 2000 Hz, und 6,4 cm in 0,0064 m um.

    Dann multipliziere ich für die Schallgeschwindigkeit einfach Frequenz und Wellenlänge:

    2000 Hz x 0,0064 m = 128 Hzm(gibts das überhaupt?)

    Wie rechne ich das Ergebnis nun in m/s um?

    Vielen Dank!

    Liebe Grüße,

    Tim

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    ALi
    7.08.17, 14:42:17
    0Hallo Tim,

    fast gut, aber Achtung vor Flüchtigkeitsfehlern:

    20 kHz sind 20000(!) Hz und 6,4 cm sind 0,064(!) m

    20000 Hz * 0,064 m = 1280 Hz*m (2000 * 0,0064 wären übrigens 12,8 gewesen)

    Ja, die Einheit gibt es, denn sie kommt bei der Rechnung raus - die Frage ist, ob man versteht, was sie bedeutet. Falls nicht, was kein Problem ist, muss man es umformen, um es nachvollziehen zu können. Da hilft die Definition von Hertz als 1 Hz = 1 s⁻¹

    Es kommen also 1280 m:s raus, was eine solide Geschwindigkeit ist. (Anschaulich: Hz sind Schwingungen pro Sekunde, mal die Wellenlänge jeder Schwingung ergibt die Strecke, die alle Schwingungen in Summe schaffen, die während einer Sekunde entstehen.)
    Der Wert ist erstaunlich hoch, aber für Wasserstoffgas realistisch.

    Viele Grüße

    ALi

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    Freier Fall
    Tim
    6.08.17, 18:30:25
    Bei folgender Frage komme ich nicht weiter:

    Ein Stein trifft nach 2 Sekunden auf die Wasseroberfläche. wie tief ist der Brunnen?

    Mein Ansatz über s=0,5gt^2 liefert 20m.

    In der Lösung ist aber 40m angegeben. Was ist also richtig, und wie kommt man auf 40m?

    Vielen Dank!

    Tim

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     Mit der Beschleunigung als Geschwindigkeit pro Zeit a=v/t und Geschwindigkeit als Weg pro Zeit v=s/t ergibt sich mit umstellen: a=s/t^2 > s=a*t^2
    Mit der Erdbeschleunigung als 10m/s^2 ergibt sich s=10m/s^2 * 2^2 s^2= 40m

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    Nima
    27.07.18, 15:13:02
    ALi
    6.08.17, 19:53:16
    1Hallo Tim,

    ich würde das genauso rechnen und komme auch auf 20 m.

    Viele Grüße

    ALi

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    Anfangsgeschwindigkeit
    Mimi123456
    4.08.17, 22:11:27
    Hallo,

    Ein Stein wird von einem 200m hohen Felsvorsprung senkrecht hinabgeworfen. Welche Anfangsgeschwindigkeit muss der Stein haben, damit er nach 5s aufkommt?

    Vielen herzlichen Dank.

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    ALi
    5.08.17, 14:02:34
    0Hallo,

    das ist in der Tat freier Fall mit Anfangsgeschwindigkeit, es ist also eine unbeschleunigte Bewegung (d. h. der Weg, der dadurch zurückgelegt wird: v0*t) auf den freien Fall zu addieren:

    s(t) = 0,5gt² + v0*t

    Einsetzen und Auflösen:

    200 m = 0,5 * 10 m:s² * 25 s² + 5 s * v0 = 125 m + 5 s * v0 |-125 m, :5 s
    v0 = 15 m:s

    Viele Grüße

    ALi

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     Vielen Dank

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    Mimi123456
    5.08.17, 20:27:00
    harmonische Schwingung
    Mimi123456
    4.08.17, 15:14:42
    Bei einem Experiment werden zwei näherungsweise harmonische Schwingungen mit gleicher Frequenz f=5 Hz registriert. Es liegt jedoch eine Phasenverschiebung von delta drehwinkel= pi/2 vor. Wie groß ist der kürzeste zeitliche Abstand zwischen zwei Maxima der beiden Schwingungen?

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    ALi
    5.08.17, 13:10:51
    0Hallo,

    eine volle Schwingung verläuft über 2π, die Maxima haben also einen Abstand von (π:2):(2π)=0,25 Schwingungen. Ein Schwingung dauert 1 : 5 Hz = 0,2 s, ein Viertel davon sind 0,05 Sekunden.

    Viele Grüße

    ALi

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    Geschwindigkeit
    Mimi123456
    4.08.17, 14:57:15
    Hallo,

    Für eine Zeitdauer von 6s wirkt auf ein ruhendes Auto der Masse m=1,2t eine Kraft F=5kN. WElche Geschwindigkeit erreicht es ?

    Idee: 5000N/1200kg=v/t
    F=m*a
    a=v/t
    Aber es klappt irgendwie nicht!

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    ALi
    5.08.17, 00:21:13
    0Hallo,

    sieht gut aus, ich würde es anders herum denken, aber letztlich ist das natürlich egal: Wie wäre es mit F=ma => a=F:m und dann v(t)=at? (Also erst die Beschleuingung ausrechnen, die man mit der angegebenen Kraft bei der Masse erreicht und dann Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz wie beim freien Fall.)
    Tipp: Brüche beim Rechnen stehen lassen und kürzen, dann geht es auch im Kopf / auf Papier. Bei mir kommt 25 m:s raus.

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    Beschleunigte Bewegung
    Pini
    4.08.17, 13:53:34
    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.

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    ALi
    5.08.17, 00:08:40
    0Hallo Pini,

    das sollte sich alles aus dem Weg-Zeit-Gesetz für geradlinige, gleichmäßig beschleunigte Bewegungen ableiten lassen (wie freier Fall, nur mit der angegebenen Beschleunigung statt g): s(t) = 0,5at²
    Das Geschindigkeits-Zeit-Gesetz ist davon die erste Ableitung nach der Zeit: v(t) = at

    Werte einsetzen und auflösen ...

    Viele Grüße

    ALi

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    Fadenpendel
    Pini
    4.08.17, 11:59:51
    Hallo :-) Wie ist diese Aufgabe zu rechnen...? Vielen Dank :-)

    Ein Fadenpendel hat die Länge l und schwingt mit der Schwingungsdauer T. Jetzt wird das Pendel um 2,2 cm verlängert. Dadurch wird seine Schwingungsdauer 1,2 Mal größer als bei dem kurzen Pendel.
    Wie lang war das kurze Pendel?

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    ALi
    5.08.17, 10:44:17
    0Hallo Pini,

    das ist eine Aufgabe, die vom Lösungsprinzip ähnlich ist wie "kinetische Energie" in der Rubrik "Physik": Man muss versuchen, das Beschriebene in Gleichungen zu formulieren. Die Gleichung für ein idealisiertes Fadenpendel ist T=2π*wurzel(l:g).

    Ein Pendel mit l schwingt mit T: T=2π*wurzel(l:g)
    Ein Pendel mit l+ 2,2 cm schwingt mit 1,2*T: 1,2T = 2π*wurzel[(l+2,2 cm):g]

    Zwei Gleichungen, zwei Unbekannte - kann man einsetzen (für T) und auflösen:

    1,2*2π*wurzel(l:g) = 2π*wurzel[(l+2,2 cm):g] |:2π
    1,2*wurzel(l:g) = wurzel[(l+2,2 cm):g] |^2
    1,44*l:g = (l+2,2 cm):g |*g, -l
    0,44*l = 2,2 cm |:0,44
    l = 5 cm

    Viele Grüße

    ALi

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    Parallelschaltung v. Widerständen
    Pini
    4.08.17, 01:13:45
    Ein Leiter mit 100 Ohm Widerstand wird in gleich viele Teile geteilt, sodass bei Parallelschaltung jener Teile sich ein Einzelwiderstand von 10 Ohm ergibt. In wie viele Teile teilt man den Leiter also?

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    ALi
    4.08.17, 20:53:23
    0Hallo Pini,

    eine Parallelschaltung bedeutet 1:Rges = 1:R1 + 1:R2 + ...
    Wenn wie in der Aufgabe alle n Widerstände gleich groß sein sollen (ich nehme an, es ist "gleich GROßE Teile" gemeint, "gleich viele" macht für mich wenig Sinn), ergibt sich daraus Rges = R:n
    Außerdem beträgt der Widerstand der Einzelstücke R = 100 Ω : n (das ist quasi eine Serienschaltung).

    Also:
    10 Ω = (100 Ω : n) : n = 100 Ω : n²
    n² = wurzel(10)
    n = 3,16...

    Geht also nicht mit gleich großen Stücken oder eben ungefähr mit dreien: Rges = 33,3 Ω : 3 = 11,1 Ω
    Alternativ habe ich irgendetwas im Zusammenhang mit dem "gleich viele" in der Frage nicht richtig verstanden.

    Viele Grüße

    ALi

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    Masseloser Stab
    Mimi123456
    4.08.17, 00:03:46
    Hallo,

    An den beiden Enden eines 2 Meter langen (masselosen) Stabs sind zwei Gewichte mit den Massen m1=150g und m2=350g aufgehängt. In welcher Entfernung vom Mittelpunkt des Stabs muss der Stab gelagert werden, um im Gleichgewicht zu sein?

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    ALi
    4.08.17, 00:31:54
    0Hallo,

    das ist ein Hebel - hilft das schon?

    Viele Grüße

    ALi

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     Es tut mir leid aber ich komme trotzdem nicht weiter. Ich habe doch kein radius gegeben nur die Gesamtlänge des Stabs.

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    Mimi123456
    4.08.17, 22:05:41
     Kraft mal Kraftarm ist im Gleichgewicht gleich Last mal Lastarm. Kraftarm plus Lastarm ist die Länge des Stabes. Macht zwei Gleichungen mit zwei Unbekannten (die Längen von Kraft- und Lastarm), die Kräfte sind die zugehörigen Gewichtskräfte. Ok?

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    ALi
    5.08.17, 00:11:42
    Wärmekapazität
    Mimi123456
    3.08.17, 23:46:06
    Hallo,

    Wie viel elektrische Energie verbraucht ein Induktionsherd mit einem Wirkungsgrad von 80%, um 5 Liter 10°C
    kaltes Wasser zum Kochen zu bringen? (Wärmekapazität des Wassers beträgt c=4,2kJ(kgK)^-1).

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    ALi
    3.08.17, 23:55:42
    0Hallo,

    das kann man im Grunde an der Einheit der Wärmekapazität ablesen: Die besagt ausformuliert, dass man 4,2 kJ Energie pro kg Wasser, das man um ein Kelvin erwärmen möchte, benötigt. Es sollen 5 Liter (kg) sein und 90 K, also das 450fache = 1890 kJ.
    Wenn das 80% der vom Herd aufgenommenen Leistung sind, dann verbraucht der Herd 1890 kJ : 0,8 = 2362,5 kJ.

    Viele Grüße

    ALi

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     Danke schön.

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    Mimi123456
    4.08.17, 00:15:36
    Glasmurmel und Durchmesser
    Mimi123456
    3.08.17, 17:20:10
    Hallo,

    Eine Glasmurmel der Masse m=10g wird auf den Rand einer halbkugelförmigen Holzschale gelegt und rollt von dort in die Schale hinein. Im tiefsten Punkt der Schale besitzt die Murmel eine Geschwindigkeit von 9 km/h. Wie groß ist der Durchmesser der Schale? ( Vernachlässigen Sie die Reibung und runden Sie g.)

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    ALi
    3.08.17, 18:30:47
    0Hallo,

    hier muss man sich (wie eigentlich immer) gut und anschaulich vorstellen, was passiert.

    1. Die Kugel wandelt ihre Lageenergie in Bewegungsenergie um.
    2. Die Höhendifferenz von der Oberkante einer Halbkugel bis zum tiefsten Punkt ist der Radius der Halbkugel.
    3. Der Durchmesser der Halkugel ist der doppelte Radius.

    Rechnung:
    9 km:h sind 9000 m:h = 2,5 m:s
    Bewegungsenergie E = 0,5mv²
    Lageenergie E = mgh
    Gleichsetzen mgh = 0,5mv²
    Auflösen und einsetzen: h = 0,5v²:g = 0,5 * 6,25 m²:s² : 10 m:s²
    Gefragt war der Durchmesser, also 2h, d. h. die 0,5 fallen weg, es bleiben 62,5 cm


    Viele Grüße

    ALi

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     Vielen Dank! Ihre Erklärungen verstehe ich immer.

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    Mimi123456
    3.08.17, 19:52:18
    kinetische Energie
    Mimi123456
    3.08.17, 10:53:13
    Hallo,
    ich habe eine Frage:

    Ein Paar läuft im Park. Anfangs besitzen beide die gleiche kinetische Energie, wobei die Frau schneller läuft. Dann erhoht der Mann seine Geschwindigkeit um 20% und beide sind gleich schnell. Der Mann wiegt 80kg.
    Etwa wie schwer ist die Partnerin?

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    ALi
    3.08.17, 12:17:33
    0Hallo,

    bei solchen Aufgaben muss man versuchen, das Beschriebene in Gleichungen auszudrücken. Die kinetische Energie ist E=0,5mv².

    Zuerst haben beide die gleiche kinetische Energie: 0,5 * m♂ * v♂² = 0,5 * m♀ * v♀²

    Wenn der Mann 20% schneller läuft, sind sie gleich schnell: 1,2*v♂ = v♀

    Jetzt die erste Gleichung nach der gesuchten m♀ auflösen:
    m♂ * v♂² = m♀ * v♀²
    m♀ = m♂ * v♂² : v♀²

    Zweite Gleichung einsetzen und ausrechnen:
    m♀ = m♂ * v♂² : (1,2*v♂)² = m♂ * v♂² : (1,44*v♂²) = m♂ : 1,44 = 80 kg : 1,44 = 55,6 kg

    Viele Grüße

    ALi

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     Vielen Dank für die ausführliche Erklärung. Ich habe es jetzt verstanden.

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    Mimi123456
    3.08.17, 13:15:11
     Wenn sie anfangs dieselbe kinetische Energie besitzen... und der Mann im zweiten Schritt seine Geschwind. erhöht, dann steigt seine kinetische Energie ja, die der Frau bleibt wie davor. Warum können wir die beiden Gleichungen in dieser Konstellation immer noch gleichsetzen? Die Frau muss doch um denselben Faktor ihre Geschwind. erhöhen, damit die alte Gleichung gilt?

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    Pini
    4.08.17, 00:48:16
     Die Startgeschwindigkeiten des Mannes und der Frau sind v♂ und v♀ (mit v♂ < v♀). Das bleibt in dem Gleichungssystem auch so, denn in der Gleichsetzung, nachdem der Mann seine Geschwindigkeit erhöht hat, (1,2*v♂ = v♀, zweite Gleichung) ist die erhöhte Geschwindigkeit des Mannes als 1,2*v♂ (20% mehr) ausgedrückt. v♂ behält also immer seinen Wert, die erste Gleichung stimmt deshalb immer und die zweite auch.

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    ALi
    4.08.17, 20:21:31
    Translation
    KatKad
    1.08.17, 15:29:42
    Kann man die Geschwindigkeit nur durch folgende Angaben berechnen? : Masse, Strecke (bzw Höhe) und unter Annahme, dass a=g?

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    ALi
    1.08.17, 16:25:45
    0Hallo KatKad,

    ja, das Weg-Zeit-Gesetz für gleichmäßig beschleunigte, geradlinige Bewegungen ist s(t) = 0,5at². Daraus kann man die Zeit berechnen, die nötig ist, um eine gegebene Strecke zurückzulegen: t = wurzel(2s:a)
    Das kann man dann ins Geschwindigkeits-Zeit-Gesetz v(t)=a*t (ist die erste Ableitung des Weg-Zeit-Gesetzes nach der Zeit) einsetzen: v(s) = a*wurzel(2s:a)

    Die Masse ist irrelevant (beim freien Fall, a=g, muss z. B. Luftwiderstand ausgeschlossen werden, sonst ist die Beschleunigung nicht gleichmäßig).

    Viele Grüße

    ALi

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    Freier Fall im Vakuum
    Pini
    31.07.17, 10:58:30
    "Im freien Fall wächst die Geschwindigkeit im Vakuum linear." Das soll richtig sein.
    Im Vakuum gibt es keine Gewichtskraft, sodass ich intuitiv denken würde, dass die Geschwindigkeit beim Fall konstant bleibt...
    Danke...

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    ALi
    31.07.17, 13:47:27
    0Hallo Pini,

    im Vakuum gibt es keine Luftreibung, Gravitation und damit Gewichtskraft sind aber möglich.

    Viele Grüße

    ALi

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     Wenn die Geschwindigkeit linear wächst, heisst das, dass die Beschleunigung konstant ist und somit könnte hier von einem freien Fall im Vakuum auf der Erde die Rede sein?

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    Pini
    31.07.17, 14:55:47
     Ja, zum Beispiel in einem experimentellen Fallturm, z. B. in Bremen, der (so gut es technisch geht) evakuiert wird. Oder auf dem Mond. Eine Feder fällt unter diesen Bedingungen genauso schnell zu Boden (d. h. sie wird genauso beschleunigt) wie ein Stein, weil kein Luftwiderstand da ist, der bei der für ihr geringes Gewicht großflächigen Feder einen erheblichen Bremseffekt haben würde.

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    ALi
    31.07.17, 16:00:27
     Ah! Danke!!

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    Pini
    31.07.17, 16:02:10
     Dazu doch noch etwas :) Wie könnte ich denn berechnen, wie lange die großflächige Feder beim Fall brauchen würde, wenn wir nicht das Vakuum betrachten und Reibung miteinbeziehen?

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    Pini
    31.07.17, 17:00:50
     Man muss ein paar Konstanten ermitteln, die vom Gegenstand und seiner Form abhängen und dann anfangen zu integrieren, was zu nicht ganz kurzen Formeln führt ... Alternativ schlägt man diese Formeln in entsprechenden Formelsammlungen nach und übt dann, sie richtig in den Taschenrechner einzugeben ;-)
    Die Gegenkraft wird mit zunehmender Geschwindigkeit immer größer, die Beschleunigung also immer kleiner, bis Gewichtskraft und Gegenkraft gleich groß sind und die Geschwindigkeit dann konstant bleibt. Zunächst steigt die Gegenkraft näherungsweise proportional zur Geschwindigkeit, bei höheren Geschwindigkeiten zunehmend quadratisch. Gegebenenfalls muss man, gerade bei einer sehr leichten Feder für große Fallhöhen, zusätzlich auch den sich ändernden Auftrieb in der unterschiedlich "dichten" Luft berücksichtigen. Für "kleinere" Experimente berücksichtigt das die Waage schon bei der Bestimmung der Masse über die Gewichtskraft. Es hat also seine Gründe, warum "Fall mit Luftwiderstand" in grundlegenden Lehrbüchern nicht vorkommt und für die Medizin zum Glück in der Regel auch nicht relevant ist ...

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    ALi
    31.07.17, 20:33:23
    Hydrostatischer Druck
    Tim
    7.08.17, 18:17:16
    Hallo ALi,

    bei dieser Aufgabe komme ich mit den Einheiten nicht ganz zurecht.
    Wenn ich in der Rechnung SI-Einheiten habe, muss doch als Ergebnis Pascal rauskommen.

    Folgende Aufgabe:

    Wie groß ist der Schweredruck des Wassers in 20m Tiefe?

    Mein Ansatz: 1 g/cm^3 x 10 m/s^2 x 20 m = 200 Pa

    Leider ist die richtige Lösung 200 kPa. Warum?

    Danke!

    Schöne Grüße,

    Tim

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    ALi
    7.08.17, 21:16:12
    1Hallo Tim,

    Du hast Zentimeter mit Meter verrechnet und Gramm mit Kilogramm, jeweils ohne umzurechnen. Anders ausgedrückt: Du hast nicht durchgängig SI-Einheiten benutzt, denn dann hättest Du nur Kilogramm und Meter verwenden dürfen:

    1000 kg:m³ * 10 m:s² * 20 m = 200000 Pa

    Viele Grüße

    ALi

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    Plattenkondensator
    Toni
    5.08.18, 16:06:35
    In einem Plattenkondensator herrscht ein elektrisches Feld der Feldstärke 120 N/C. Der Abstand zwischen den Platten beträgt 4 cm.

    Wie viel Arbeit muss verrichtet werden, um eine Ladung von + 5 mC parallel zu den Feldlinien von der negativen Platte zu der positiven Platte zu transportieren?
    Mein Ansatz: Berechnen von F durch E=F/Q -> F=0,6 N
    W=F*s -> W= 0,6N*4+10^-2m= 0,024J
    Die Antwort ist aber 24m?
    Vielen Dank für deine Hilfe!

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    Nima
    5.08.18, 22:47:59
    0Falls die Antwort in Metern angegeben ist ist sie falsch, da Arbeit in Joule/Newtonmetern gemessen wird.
    Falls du 24mJ meinst ist hier mein Ansatz.
    Formel für die Arbeit die ein geladenes Teilchen bei Bewegung in einem homogenen Feld verrichtet:

    W=q*E*delta(r)

    W=5*10^-3 C * 120 N/C * 4*10^-2 m
    W=2400*10^-5 Nm
    W=24*10^-3 J
    W=24 mJ

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     Aber das hattest du ja eh raus

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    Nima
    5.08.18, 22:48:35
     Hallo Nima, danke für deine Erklärung. Die Formel W=q*E*delta(r) kannte ich gar nicht, aber dann war mein Weg wohl umständlicher, aber auch irgendwie richtig...
    Und ja, die Antwort war nur in Metern angegeben, was mich nochmal zusätzlich verwirrt hat.

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    Toni
    6.08.18, 09:25:34

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