41 Aufgaben zum Kapitel

137
🖩

Güterzug bremst

Welche Wärmemenge entsteht in den Bremsen eines Güterzuges von 1200 t Masse der aus der Geschwindigkeit 50 km/h zum Halten gebracht wird?

138
🖩

Radfahrer vor einen Anstieg

  1. Warum tritt ein Radfahrer schon vor einen Anstieg fest in die Pedale?
  2. Bis zu welcher Höhe kann er eine Anhöhe ohne zu treten hinaufrollen, wenn er sie mit 50 km/h anfährt?

145
🖩

Schraubenfeder-Kugel

Wie hoch springt eine Kugel mit der Masse 100 g, die auf eine um 20 cm zusammengedrückte Schraubenfeder gelegt wird, wenn diese plötzlich entspannt wird? (Federkonstante 150 N/m)

146
🖩

Feder-Ball

Mit welcher Geschwindigkeit wird ein Ball mit 200 g von einer um 40 cm zusammengedrückten Feder (Federkonstante 80 N/m) weggeschossen?

147
🖩

Kiste-Plattform

Eine Kiste mit einer Masse von 5 kg fällt von 3 m Höhe auf eine gefederte Plattform mit der Federkonstante 200 N/m.

Um wie viel bewegt sich die Plattform beim Aufprall nach unten?

Um wie viel würde die ruhende Kiste die Plattform nach unten drücken?

167
🖩

Kessel und Motor

Ein Kessel und ein Motor liefern zusammen 7,5 kW und verbrauchen 14 kg Kohle pro Stunde (H = 35 MJ/kg). Wie groß ist der Wirkungsgrad?

378
🖩

Beschleunigungsspannung

In einer Farbfernsehbildröhre werden die Elektronen auf die Geschwindigkeit von `v=83800" km/s"` beschleunigt.

Wie groß ist die dafür erforderliche Beschleunigungsspannung?

384
🖩

In einem Fernsehgerät werden die Elektronen in der Bildröhre mit einer Spannung von 15 kV beschleunigt.

Mit welcher Geschwindigkeit treffen sie am Bildschirm auf?

712
🖩

Um eine Schraubfeder um 8 cm zu dehnen, ist eine Arbeit von 2 mJ notwendig. Welche Schwingungsdauer ergibt sich beim Anhängen von 50 g?

810
🖩

Motorrad Wie groß ist der Wirkungsgrad eines Motorrades, das je Stunde 2 kg Benzin (Heizwert 42MJ/kg) verbraucht und dabei eine Leistung von 5 kW entwickelt?

812
🖩

Ein Aggregat liefert 15 kW und verbraucht 25 kg Treibstoff pro Stunde (`H=35" MJ/kg"`).

Wie groß ist der Wirkungsgrad?

829
🖩

Niagarafall

Beim Niagarafall stürzt das Wasser 50 m tief hinunter. Wenn die gesamte potentielle Energie dabei in Wärme umgewandelt wird, wie groß ist dann der Temperaturanstieg des Wassers?

1196

Was ist ein abgeschlossenes System?

1197

Was besagt der Energieerhaltungssatz?

1198

Was geschieht in einem "Kraftwerk"?

1201

Wie lautet der Energiesatz im nicht abgeschlossenen System?

1209
🖩

Ein Vollzylinder (Radius 20 cm) aus Stahl rollt eine schiefe Ebene mit der Höhe 50 cm hinunter. Welche Geschwindigkeit hat er am Ende der schiefen Ebene, wenn die Reibung nicht berücksichtigt wird?

1239
🖩

Ein Sportler springt von einem 10 m hohen Sprungbrett ins Wasser. Dort wird seine Geschwindigkeit längs eines Bremsweges von 4 m auf Null abgebremst.
Welche Beschleunigung tritt dabei auf?

1241
🖩

Welche Fallhöhe ergeben denselben Aufprall wie der Zusammenstoß eines Autos mit 70 bzw. 120 km/h mit einem Baum?

2237

Welche Struktur der Energieformel tritt in der Physik immer wieder auf?

2272

Welche Erhaltungssätze kennt die Physik?

2527

In welchen Formen tritt Energie auf?

2528

Wie lautet der Energiesatz?

2696

Warum sind die Begriffe „Energieerzeugung“, „Energieverbrauch“ und „Energieverlust“ streng genommen problematisch?

3288

Was bedeutet ein Heizwert für Benzin von 43 MJ/kg?

3905

Wie hängen erneuerbare Energieformen mit der Sonnenenergie zusammen?

4475

What is the law of conservation of energy?

4476

Ist das innere einer Wohnung ein abgschlossenes System?
Begründen Sie Ihre Antwort!

4477
✅ *

Welche Schlussfolgerungen kann man aus der Beobachtung ziehen, dass ein physikalisches System nach einer Wechselwirkung mit seiner Umgebung wieder in seinen Anfangszustand zurückgekehrt ist? …

4478
🖩

Ein Auto mit `m = 10^3 " kg"` kommt auf waagrechter Fahrbahn ohne Antrieb bei einer Anfangsgeschwindigkeit von `10 " m/s"` nach `100 " m"` zum Stillstand. Berechnen Sie die Reibungskraft `F_"R"` aus dem Energieerhaltungsgesetz.

5082

Die fehlenden Begriffe in der Tabelle sind entsprechend zu ergänzen:

Körpereigenschaft Kraft Energieform
Schwerkraft, Gravitation gravitationelle potenzielle Energie
Masse Trägheitskraft
Ladung elektrische potenzielle Energie
Ladung Lorentzkraft

5123

Beschreiben Sie die Energieverhältnisse beim Maxwell’schen Rad!

5310
🖩

Ein auf `U=15" V"` aufgeladener Kondensator `C=220" µF"` entlädt sich vollständig über eine Spule `L = 100" mH"`.

Wie groß ist die Stromstärke in der Spule nach dieser Entladung?

6435

Nennen Sie mögliche Energieformen.

6546

Was ist ein perpetuum mobile zweiter Art und was sagt der 2. Hauptsatz der Thermodynamik darüber aus?

6686
🖩

Ein Bergsteiger erbringt acht Stunden lang eine Leistung von 250 W. Wieviel Fett (`H=38" MJ/kg"`) kann er abbauen, wenn man annimmt, dass 30% der Stoffwechselenergie in mechanische Arbeit umgesetzt werden?

6687
🖩

Ein PKW-Motor gibt eine Nutzleistung von 40 kW ab. Berechnen Sie den Benzinverbrauch für eine Stunde Fahrzeit bei einem Wirkungsgrad von 28%!

7007
✅ *

Mechanische Energieformen

Zu mechanischen Energieformen zählt man …

7008
✅ *

Energieformen der Thermodynamik

Zu Energieformen der Thermodynamik zählt man …

7009
✅ *

chemische Energieformen

Zu chemischen Energieformen zählt man …

7135
✅ *

Arbeit bzw. Energie

Welche Produkte geben eine Arbeit bzw. Energie an? …

 

Das Physikbuch für HTL

73. Energieerhaltung

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Eine Wasserpumpe soll in 1 min 0,5 m³ Wasser um 25 m heben. Welche elektrische Leistung muss der Motor aufnehmen, wenn …
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