Physik I, WS 1993/94

Übung Nr. 11

Abgabetermin: 20. Januar 1994
Aufgabe 1: (6 Punkte)
Ein bis zum Rand gefüllter Tanklastwagen bremst aus einer Geschwindigkeit $v_{0}= 60 \; km/h$ mit einer konstanten Verzögerung bis zum Stand ab. Der Bremsweg beträgt $s = 120 \; m$. Der Tank hat die Form eines Quaders mit Länge $l=7 \; m$, Breite $b = 2 \; m$ und Höhe $h= 2 \; m$. Die Massendichte des Benzins beträgt $\rho= 0.8 \; g/cm^{3}$. Wie groß sind die vom Benzin ausgeübten Gesamtkräfte auf die Vorderseite und Rückseite des Tanks während des Bremsvorganges ?
Aufgabe 2: (5 Punkte)
Eine dünne Stange der Länge $l$ ist mit Hilfe eines Scharniers an der Wand eines mit Wasser gefüllten Gefäßes befestigt. Die Stange kann in vertikaler Richtung reibungsfrei rotieren. Das Scharnier befindet sich oberhalb der Wasseroberfläche, das andere Ende der Stange schwebt im Wasser (siehe Abbildung). Wie groß ist die Dichte des Stangenmaterials, wenn die Wasseroberfläche die Länge der Stange im Verhältnis $1/n$ teilt, d.h. wenn das Stück $l_{1} = l/n$ der Stange außerhalb des Wassers bleibt ?

Aufgabe 3: (5 Punkte)
Welche Arbeit wird beim Aufblasen einer Seifenblase von $10 \; cm$ Durchmesser geleistet, wenn die Oberflächenspannung der Seifenlösung $\sigma = 25 \cdot 10^{-3} \; J/m^{2}$ beträgt ?
Aufgabe 4: (4 Punkte)
Zwei Glaskapillare mit den Radien $r_{1}=1 \; mm$ und $r_{2}=1,5 \; mm$ sind in Wasser getaucht. Die Höhendifferenz der Wassersäulen in den beiden Kapillaren beträgt $\Delta h=4,9 \; mm$. Wie groß ist die Oberflächenspannung des Wassers, wenn völlige Benetzung vorausgesetzt wird ?