Arbeitsblatt: Physik - Kräfte und Energie

Physikprüfung – Kräfte und Energie Hilfsmittel: TR, Formelblatt Ihr Lösungsweg muss klar ersichtlich und nachvollziehbar sein. Endresultate runden auf 3 signifikante Stellen; Rechnen mit genauen Werten! Für die Fallbeschleunigung (g) soll 9.81 m/s2 eingesetzt werden. 1. Was ist ein Perpetuum Mobile und wieso kann es keine solche Maschine geben? Erklären Sie möglichst physikalisch! (4) 2. Ein Zug mit der Masse 700 fährt mit der Beschleunigung 0,15 m/s2 an. a.) Was hat der Zug für eine Gewichtskraft? b.) Welche Strecke hat er nach 5 Sekunden hinter sich gebracht? c.) Wie gross ist die Kraft, die man für die Beschleunigung braucht? (6) 3. Ein Felsblock (m 10 Tonnen) löst sich an der Felswand und rollt den Hang hinunter. Der Hang ist steil, d.h. auf die Länge von 500 erfolgt ein Höhenunterschied von 300 m. a.) Welche Hangabtriebskraft (FH) erfährt der Felsblock? b.) Was für eine Beschleunigung ergibt sich daraus für den Felsblock? c.) Welche Geschwindigkeit hat er nach dem Hinunterrollen des 500 langen Hanges? (6) 4. Eine Kanone (m 2000 kg) wollen die Piraten auf ihr Schiff bringen. Sie verwenden dazu ein Flaschenzug mit 2 losen Rollen (vgl. Skizze rechts). Die Gewichtskraft der losen Rollen (inkl. Aufhängung) sei 50 N. a. Wie gross ist die Kraft, die sie aufwenden müssen, um die Kanone auf das Schiff zu bringen? (ohne Reibung!) b. Wie viel Seil müssen die Piraten durch die Rollen ziehen, wenn die Kanone auf das 8 hohe Schiff soll? (6) Kanon 5. Wie lange kann man ein Staubsauger mit 2000 Leistung mit der zur Verfügung stehenden Energiemenge von 10 kWh betreiben? Geben Sie das Resultat in Stunden (h) an. (4) 6. a.) Das Wasser des Grande Dixence Stausees im Wallis liefert in einem Jahr 6 1015 Energie. Es befindet sich 1500 über dem Talboden. Dort unten steht auch die Turbine. Wie viel Wasser (in kg) ist in einem Jahr aus dem See in das Tal geflossen? Nehmen Sie ein Wirkungsgrad von 100% an, d.h. Lageenergie wird vollständig in elektrische Energie überführt! b.) Wie viele Haushalte könnte man damit mit Elektrizität versorgen? Jährlicher Verbrauch eines Haushalts 1011 pro Jahr. (4) 30 1/1