Physik I, WS 1993/94

Übung Nr. 2

Abgabetermin: 4. November 1993
Aufgabe 1: (4 Punkte)
Ein Arbeiter steht auf einer Plattform, die mit Seilen über zwei Umlenkrollen an einer Decke befestigt ist (siehe Abbildung unten links). Zwei der Seilenden sind an der Plattform befestigt, das dritte Seilende wird von dem Arbeiter gehalten. Die Masse des Arbeiters ist $M_{1} = 70 \; kg$, die Masse der Plattform $M_{2} = 30 \; kg$, die Masse der Seile können vernachlässigt werden.
a) Mit welcher Kraft drückt der Arbeiter auf die Plattform ?
b) Wie groß ist das maximale Gewicht der Plattform, das der Arbeiter halten kann ?

Aufgabe 2: (4 Punkte)
Bei einer Feder ist nach Vorlesung die Kraft $F$ der Auslenkung $x$ proportional, $F=Dx$. Eine Feder mit der Federkonstanten $D$ wird in zwei Teile mit jeweils gleicher Länge unterteilt.
a) Wie groß sind die Federkonstanten $D'$ der beiden Teile ?
b) Wie groß ist Gesamtfederkonstante, wenn man die beiden Federteile parallel miteinander verbindet ? (siehe Abbildung oben rechts) Aufgabe 3: (6 Punkte)
Ein Wagen mit einer Abschußvorrichtung der Neigung $\alpha$ wird mit Hilfe eines fallenden Gewichtes beschleunigt. Im Fahren wird eine Kugel abgeschossen (siehe Abbildung).
a) Nehmen Sie zunächst an, daß die Masse des Wagens sehr viel kleiner als die Masse des Gewichtes ist. Welche Neigung $\alpha$ muß die Abschußvorrichtung haben, damit die Kugel wieder auf die Rohrmündung trifft ?
b) Wie ändert sich der Winkel $\alpha$, wenn die Masse des Wagens gleich der Masse des beschleunigenden Gewichtes ist ?

Aufgabe 4: (6 Punkte)
Ein Keil der Masse $M$ kann reibungsfrei auf einer horizontalen Ebene bewegt werden. Ein Körper der Masse $m$ gleitet unter dem Einfluß der Schwerkraft ebenfalls reibungsfrei auf der schiefen Ebene des Keils herab (siehe Abbildung). Bestimmen Sie die Beschleunigungen vom Körper und vom Keil.