Physik-Altfragen at Universität Für Bodenkultur Wien | Flashcards & Summaries

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Lernmaterialien für Physik-Altfragen an der Universität für Bodenkultur Wien

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TESTE DEIN WISSEN

Erklären Sie das Prinzip der ungestörten Überlagerung von Bewegungen anhand eines Beispiels.

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TESTE DEIN WISSEN

Viele Bewegungen in Natur und Technik sind keine einfachen geradlinigen gleichförmigen Bewegungen. Sie kommen durch Überlagerung von einzelnen Bewegungen zustande. So resultiert die Bewegung eines Schiffes auf einem Fluss aus der Eigenbewegung durch den Antrieb und der Bewegung des Wassers. Diese gleichzeitig stattfindenden Einzelbewegungen überlagern sich ungestört zu einer Gesamtbewegung.

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TESTE DEIN WISSEN

Gleichförmige Bewegung / ungleichförmige Bewegung (Formeln erklären)

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TESTE DEIN WISSEN

𝑠(𝑡) = 𝑣𝑡 + 𝑠0 Momentanv hat zu jedem Zeitpunkt denselben Betrag 

𝑠0 = 𝑂𝑟𝑡 𝑧𝑢𝑟 𝑍𝑒𝑖𝑡 0 [m] st = Zurückgelegter Weg zur Zeit t [m] v Geschwindigkeit = konstant [m/s] Ungleichförmige Bewegung: Betrag der Momentanv. ändert sich→ einfachster Fall→ gleichmäßig beschleunigte Bewegung → Momentanv ändert sich linear mit der Zeit 

𝑠(𝑡) = 𝑎 𝑡2 2 + 𝑣0 ∗ 𝑡 + 𝑠0 v0= Anfangsv, s0= Anfangsort

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TESTE DEIN WISSEN

Masse und Dichte Definieren sie die Dichte. Welche SI Einheit hat sie. Was für eine ungefähre Dichte hat Wasser.

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Quotient aus der Masse eines Körpers und seinem Volumen. ρ=m/V [kg/m-3]. Wasser: 1g/cm3 entspricht 1000 kg/m3

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TESTE DEIN WISSEN

Was ist der Zusammenhang zwischen Bahngeschwindigkeit und Bahnbeschleunigung und Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung (+SI Einheiten angeben)


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𝑎𝑡 = 𝛼𝑟 = 𝑑𝑣/𝑑𝑡 

v=Bahngeschw. (m/s) 

at=Bahn- bzw. Tangentialbeschl. (m/s²) 

𝜔 = 𝜔0 + 𝛼𝑡

 ω=Winkelgeschw. (rad/s) α=Winkelbeschleunigung (rad/s²)

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Was ist die Zentripetalbeschleunigung? Formel und SI Einheit.

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Zentripetalbeschleunigung (auch Radialbeschleunigung), die sich aus dem Krümmungsradius der Bahn und der Geschwindigkeit ergibt. Die dafür notwendige Zentripetalkraft ist das Produkt aus Zentripetalbeschleunigung und Masse. 

a= ω2*r [m/s2]-→Fp: m* ω2*r [v=w*r einsetzen in die Formel]

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Gleichförmige Kreisbewegung/ Ungleichförmige Kreisbewegung (Formeln erklären)

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Gleichförmige Kreisbewegung/ ungleichförmige Kreisbewegung: 

• Bei einer gleichförmigen Kreisbewegung werden auf einer Kreisbahn in gleichen Zeiten gleiche Wege zurückgelegt. 

• Der Betrag des Banhgeschwindigkeitsvektors ist konstant, allerdings ändert sich seine Richtung ständig→ er zeigt stets in Richtung der Tangente die auf die Kreisbahn weist • Drehzahl 𝑓 = 𝑁 𝑡 EINHEIT (1 Hz= 1/s) Drehwinkel/ Winkelbeschleunigung siehe Frage oben • Zusammenhang Drehzahl f und Winkelgeschwindigkeit w mit der Bahngeschwindigkeit v 𝑣 = 2π𝑟 𝑡 =2πrf= ωr [m/s] Die Bahngeschwindigkeit= jene v die ein Körper in einer best. Zeit auf einer Kreisbahn zurücklegt. Zusammenhang Bahngeschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung weiter oben beantwortet Ungleichförmige Bewegung: • Bei einer ungleichförmigen Kreisbewegung ändert sich die Winkelgeschwindigkeit . Die Änderung der Winkelgeschwindigkeit 𝜔  mit der Zeit nennt man Winkelbeschleunigung 𝛼  

• 𝛼 = 𝑑𝜔 /𝑑𝑡 [rad/𝑠2] 

• Zusätzlich bewirkt die Änderung der Winkelgeschwindigkeit auch eine Änderung der Bahgeschwindigkeit v.--> Bahnbeschleunigung oder Tangentialbeschleunigung 𝑎𝑡 = 𝛼 ∗ 𝑟 [rad/s^2] • Wenn alpha konstant: • 𝜔 = 𝛼 ∗ 𝑡 + 𝜔0 [rad/s] Winkelgeschwindigkeit • 𝜑 = 𝛼∗𝑡2 2 + 𝜔0 ∗ 𝑡 + 𝜑0 [rad] Drehwinkel N= Anzahl der Umdrehungen, t= zeit(s)......

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TESTE DEIN WISSEN

Was ist der Drehwinkel? Was ist die Winkelgeschwindigkeit? (Erklärung und SI-Einheiten angeben)

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Winkelgeschwindigkeit: Geschwindigkeit mit der ein bestimmter Winkelbereich ∆φ überstrichen wird. 

ω=∆φ/∆t= 2π/T= 2πf [rad/s] 

Drehwinkel: φ = ω*t 

Eine volle Umdrehung bedeutet einen Drehwinkel von 2πrad=360°

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Was ist das Gewicht, was unterscheidet Masse von Gewicht.

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Die Kraft auf einen Körper in einem Schwerefeld. Die Masse eines Körpers ist überall gleich, das Gewicht nicht.

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TESTE DEIN WISSEN

Kräfte können entlang ihrer Wirkungslinie verschoben werden bzw. Parallel verschoben werden. Wenn nein, warum nicht? Wie wirken Angriffspunkt und Wirkungslinie auf eine Masse?

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Angriffspunkt bei nicht deformierbaren Körpern beliebig verschiebbar entlang der Wirklungslinie. Bei deformierbaren Körpern hat er eine Bedeutung. Bei nicht deformierbaren Körpern: 

Der Angriffspunkt ist auf der Wirkungslinie verschiebbar. VORSICHT: Die Kraft darf niemals außerhalb der Wirkungslinie parallel verschoben werden, sonst ändert sich die Wirkung. 

Bei deformierbaren Körpern: Angriffspunkt ist nicht auf der Wirkungslinie verschiebbar, z.B.: Gummischnurr. (es kommt zu einer Längenänderung) 

Wie schaut es bei 2 Kräften aus? Systeme von 2 Kräften im starren Körper: 2 Kräfte mit schneidenden Wirkungslinien beim nicht deformierbaren Körper können addiert werden. F1+F2

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Nenne Sie die 3 Newton’schen Axiome:

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1) Trägheitsprinzip: Der Schwerpunkt eines Körpers verharrt im Zustand der Ruhe oder in gleichförmiger Bewegung, solange der Körper kräftefrei ist. Kräftefrei: Summe aller einwirkenden Kräfte=0 

Summe Fi= 0 

2) Aktionsprinzip: Die zeitliche Änderung des Impulses eines Körpers ist gleich der Summe aller einwirkenden Kräfte. → wirkt Kraft auf eine Masse, wird diese beschleunigt→ Beschleunigung proportional zur wirkenden Kraft 

Summe Fi= m* as Impuls: p= m* vs (Masse mal Geschwindigkeit seines Schwerpunktes) 

3) Reaktionsprinzip Die Kraft, die 2 Körper aufeinander ausüben, sind stets gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet. F1= - F2

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Stellen Sie das Gravitationsgesetz auf und erklären Sie die einzelnen Komponenten.

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F=G*(m1+m2)/r2

G= Gravitationsgesetz: 6,67* 10-11 Nm2/kg2 

m= Massenmittelpunkte 

r= Abstand

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Wieso ist es wichtig, dass das Bezugssystem für die Beschreibung von Bewegungen ruht? Wie nennt man ein absolut ruhendes Bezugssystem? Welches absolut ruhende Bezugssystem kennen Sie?

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Ein Körper ist in Bewegung, wenn er seine Lage gegenüber einem Bezugssystem verändert. Er ist in Ruhe, wenn er seine Lage gegenüber einem Bezugssystem nicht ändert. Jede Bewegung ist somit relativ und kann nur gegenüber einem Bezugsystem angegeben werden. Inertialsystem: z.B.: Fixsternhimmel (absolut ruhendes Bezugssystem) a) Wege, v, a sind Vektoren, für die das Prinzip der ungestörten Überlagerung von Bewegungen gilt. D.h. es können Wege mit Wegen, v mit v & a mit a überlagert werden→ also vektoriell addiert werden. 

Bsp: Bewegung in einem Zug: Wenn sich ein Fahrgast in einem Zug bewegt, ergibt sich seine Gesamtv durch Addition der v des Zuges relativ zur Erdoberfläche plus V der Bewegung relativ zum Zug.

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Beispielhafte Karteikarten für deinen Physik-Altfragen Kurs an der Universität für Bodenkultur Wien - von Kommilitonen auf StudySmarter erstellt!

Q:

Erklären Sie das Prinzip der ungestörten Überlagerung von Bewegungen anhand eines Beispiels.

A:

Viele Bewegungen in Natur und Technik sind keine einfachen geradlinigen gleichförmigen Bewegungen. Sie kommen durch Überlagerung von einzelnen Bewegungen zustande. So resultiert die Bewegung eines Schiffes auf einem Fluss aus der Eigenbewegung durch den Antrieb und der Bewegung des Wassers. Diese gleichzeitig stattfindenden Einzelbewegungen überlagern sich ungestört zu einer Gesamtbewegung.

Q:

Gleichförmige Bewegung / ungleichförmige Bewegung (Formeln erklären)

A:

𝑠(𝑡) = 𝑣𝑡 + 𝑠0 Momentanv hat zu jedem Zeitpunkt denselben Betrag 

𝑠0 = 𝑂𝑟𝑡 𝑧𝑢𝑟 𝑍𝑒𝑖𝑡 0 [m] st = Zurückgelegter Weg zur Zeit t [m] v Geschwindigkeit = konstant [m/s] Ungleichförmige Bewegung: Betrag der Momentanv. ändert sich→ einfachster Fall→ gleichmäßig beschleunigte Bewegung → Momentanv ändert sich linear mit der Zeit 

𝑠(𝑡) = 𝑎 𝑡2 2 + 𝑣0 ∗ 𝑡 + 𝑠0 v0= Anfangsv, s0= Anfangsort

Q:

Masse und Dichte Definieren sie die Dichte. Welche SI Einheit hat sie. Was für eine ungefähre Dichte hat Wasser.

A:

Quotient aus der Masse eines Körpers und seinem Volumen. ρ=m/V [kg/m-3]. Wasser: 1g/cm3 entspricht 1000 kg/m3

Q:

Was ist der Zusammenhang zwischen Bahngeschwindigkeit und Bahnbeschleunigung und Winkelgeschwindigkeit und Winkelbeschleunigung (+SI Einheiten angeben)


A:

𝑎𝑡 = 𝛼𝑟 = 𝑑𝑣/𝑑𝑡 

v=Bahngeschw. (m/s) 

at=Bahn- bzw. Tangentialbeschl. (m/s²) 

𝜔 = 𝜔0 + 𝛼𝑡

 ω=Winkelgeschw. (rad/s) α=Winkelbeschleunigung (rad/s²)

Q:

Was ist die Zentripetalbeschleunigung? Formel und SI Einheit.

A:

Zentripetalbeschleunigung (auch Radialbeschleunigung), die sich aus dem Krümmungsradius der Bahn und der Geschwindigkeit ergibt. Die dafür notwendige Zentripetalkraft ist das Produkt aus Zentripetalbeschleunigung und Masse. 

a= ω2*r [m/s2]-→Fp: m* ω2*r [v=w*r einsetzen in die Formel]

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Q:

Gleichförmige Kreisbewegung/ Ungleichförmige Kreisbewegung (Formeln erklären)

A:

Gleichförmige Kreisbewegung/ ungleichförmige Kreisbewegung: 

• Bei einer gleichförmigen Kreisbewegung werden auf einer Kreisbahn in gleichen Zeiten gleiche Wege zurückgelegt. 

• Der Betrag des Banhgeschwindigkeitsvektors ist konstant, allerdings ändert sich seine Richtung ständig→ er zeigt stets in Richtung der Tangente die auf die Kreisbahn weist • Drehzahl 𝑓 = 𝑁 𝑡 EINHEIT (1 Hz= 1/s) Drehwinkel/ Winkelbeschleunigung siehe Frage oben • Zusammenhang Drehzahl f und Winkelgeschwindigkeit w mit der Bahngeschwindigkeit v 𝑣 = 2π𝑟 𝑡 =2πrf= ωr [m/s] Die Bahngeschwindigkeit= jene v die ein Körper in einer best. Zeit auf einer Kreisbahn zurücklegt. Zusammenhang Bahngeschwindigkeit, Winkelgeschwindigkeit, Winkelbeschleunigung weiter oben beantwortet Ungleichförmige Bewegung: • Bei einer ungleichförmigen Kreisbewegung ändert sich die Winkelgeschwindigkeit . Die Änderung der Winkelgeschwindigkeit 𝜔  mit der Zeit nennt man Winkelbeschleunigung 𝛼  

• 𝛼 = 𝑑𝜔 /𝑑𝑡 [rad/𝑠2] 

• Zusätzlich bewirkt die Änderung der Winkelgeschwindigkeit auch eine Änderung der Bahgeschwindigkeit v.--> Bahnbeschleunigung oder Tangentialbeschleunigung 𝑎𝑡 = 𝛼 ∗ 𝑟 [rad/s^2] • Wenn alpha konstant: • 𝜔 = 𝛼 ∗ 𝑡 + 𝜔0 [rad/s] Winkelgeschwindigkeit • 𝜑 = 𝛼∗𝑡2 2 + 𝜔0 ∗ 𝑡 + 𝜑0 [rad] Drehwinkel N= Anzahl der Umdrehungen, t= zeit(s)......

Q:

Was ist der Drehwinkel? Was ist die Winkelgeschwindigkeit? (Erklärung und SI-Einheiten angeben)

A:

Winkelgeschwindigkeit: Geschwindigkeit mit der ein bestimmter Winkelbereich ∆φ überstrichen wird. 

ω=∆φ/∆t= 2π/T= 2πf [rad/s] 

Drehwinkel: φ = ω*t 

Eine volle Umdrehung bedeutet einen Drehwinkel von 2πrad=360°

Q:

Was ist das Gewicht, was unterscheidet Masse von Gewicht.

A:

Die Kraft auf einen Körper in einem Schwerefeld. Die Masse eines Körpers ist überall gleich, das Gewicht nicht.

Q:

Kräfte können entlang ihrer Wirkungslinie verschoben werden bzw. Parallel verschoben werden. Wenn nein, warum nicht? Wie wirken Angriffspunkt und Wirkungslinie auf eine Masse?

A:

Angriffspunkt bei nicht deformierbaren Körpern beliebig verschiebbar entlang der Wirklungslinie. Bei deformierbaren Körpern hat er eine Bedeutung. Bei nicht deformierbaren Körpern: 

Der Angriffspunkt ist auf der Wirkungslinie verschiebbar. VORSICHT: Die Kraft darf niemals außerhalb der Wirkungslinie parallel verschoben werden, sonst ändert sich die Wirkung. 

Bei deformierbaren Körpern: Angriffspunkt ist nicht auf der Wirkungslinie verschiebbar, z.B.: Gummischnurr. (es kommt zu einer Längenänderung) 

Wie schaut es bei 2 Kräften aus? Systeme von 2 Kräften im starren Körper: 2 Kräfte mit schneidenden Wirkungslinien beim nicht deformierbaren Körper können addiert werden. F1+F2

Q:

Nenne Sie die 3 Newton’schen Axiome:

A:

1) Trägheitsprinzip: Der Schwerpunkt eines Körpers verharrt im Zustand der Ruhe oder in gleichförmiger Bewegung, solange der Körper kräftefrei ist. Kräftefrei: Summe aller einwirkenden Kräfte=0 

Summe Fi= 0 

2) Aktionsprinzip: Die zeitliche Änderung des Impulses eines Körpers ist gleich der Summe aller einwirkenden Kräfte. → wirkt Kraft auf eine Masse, wird diese beschleunigt→ Beschleunigung proportional zur wirkenden Kraft 

Summe Fi= m* as Impuls: p= m* vs (Masse mal Geschwindigkeit seines Schwerpunktes) 

3) Reaktionsprinzip Die Kraft, die 2 Körper aufeinander ausüben, sind stets gleich groß, aber entgegengesetzt gerichtet. F1= - F2

Q:

Stellen Sie das Gravitationsgesetz auf und erklären Sie die einzelnen Komponenten.

A:

F=G*(m1+m2)/r2

G= Gravitationsgesetz: 6,67* 10-11 Nm2/kg2 

m= Massenmittelpunkte 

r= Abstand

Q:

Wieso ist es wichtig, dass das Bezugssystem für die Beschreibung von Bewegungen ruht? Wie nennt man ein absolut ruhendes Bezugssystem? Welches absolut ruhende Bezugssystem kennen Sie?

A:

Ein Körper ist in Bewegung, wenn er seine Lage gegenüber einem Bezugssystem verändert. Er ist in Ruhe, wenn er seine Lage gegenüber einem Bezugssystem nicht ändert. Jede Bewegung ist somit relativ und kann nur gegenüber einem Bezugsystem angegeben werden. Inertialsystem: z.B.: Fixsternhimmel (absolut ruhendes Bezugssystem) a) Wege, v, a sind Vektoren, für die das Prinzip der ungestörten Überlagerung von Bewegungen gilt. D.h. es können Wege mit Wegen, v mit v & a mit a überlagert werden→ also vektoriell addiert werden. 

Bsp: Bewegung in einem Zug: Wenn sich ein Fahrgast in einem Zug bewegt, ergibt sich seine Gesamtv durch Addition der v des Zuges relativ zur Erdoberfläche plus V der Bewegung relativ zum Zug.

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