Technische Physik - Tutorium iv

Ein Auto braucht $22\mathrm{s}$, um aus dem Stand auf 80 km/h zu kommen.

1. Welche Kraft müsste der Motor bei konstanter Beschleunigung aufbringen, wenn die Masse 900 kg beträgt?
2. Wie groß ist die durchschnittliche Beschleunigungsleistung in den ersten 10 s.?
3. Wie groß ist die momentane Beschleunigungsleistung
1. Nach 4 s.?
2. Nach 10 s.?

An einer eigens für den Zweck von Containerverladungen konstruierten verstellbaren schiefen Ebene wird festgestellt, dass bei einem Neigungswinkel $\alpha =15,5°$ ein Container mit dem Gewicht $F_G=1500\mathrm{N}$ gleichförmig, d.h. mit konstanter Geschwindigkeit, abwärts gleitet.

1. Wie groß ist die Reibungszahl $\mu$?
2. Wie groß muss eine Kraft F parallel zur schiefen Ebene sein, wenn der Container bei einem Neigungswinkel $\alpha =30°$ nach oben gezogen wird.

Eine Kurbel mit dem Kurbelradius $r=0,5\mathrm{m}$ gemäß Skizze wird von einer Person mit einer Handkraft $F_H=250\mathrm{N}$ $i=80$-mal herumgedreht.

1. Wie groß ist das auf die Kurbel übertragene Drehmoment?
2. Welche Arbeit wurde dabei verrichtet?
3. Wie sieht das dazugehörige F,s-Diagramm aus?

Ein Körper mit der Masse $m=50\mathrm{kg}$ fällt $6\mathrm{m}$ frei herab.

1. Berechnen Sie die Endgeschwindigkeit $v_t$
2. Und die dadurch vorhandene kinetische Energie des Körpers.

Bei einer Kreisbewegung sei $m=2\mathrm{kg}$, $r=80\mathrm{cm}$ und es finden 12 Umdrehungen in 8 s statt.

Berechnen Sie:

1. Frequenz
2. Periodendauer
3. Winkelgeschwindigkeit
4. Umfangsgeschwindigkeit
5. Zentripetalbeschleunigung
6. Zentrifugalkraft

Für die nebenstehend abgebildete Scheibe mit Kurbelzapfen sind folgende Angaben zu berechnen.

Angaben zusammenfassen:

• Werkstoff Stahl: $\rho =7,85\frac{\mathrm{kg}}{\mathrm{d}{\mathrm{m}}^3}$
• D = $100\mathrm{mm}$
• d = $20\mathrm{mm}$
• $l_1=20\mathrm{mm}$
• $l_2=30\mathrm{mm}$
• $r=30\mathrm{mm}$

Berechnen Sie:

1. Das Gesamtträgheitsmoment $J$, bezogen auf die Achse x-x
2. $m_{red}$ bezogen auf den Durchmesser $D$.
3. Trägheitsradius $i$