Blatt 1

Übungen zur Physik für Nicht-Physikerinnen
und Nicht-Physiker (SoSe 14)
Prof. W. Meyer
Übungsgruppenleiter: A. Berlin & J. Herick (NB 2/28)
Blatt 1
Punkte: 12
Abgabe: 24.04.2014
Tipps zur Rechnung von physikalischen Aufgaben
• Veranschaulicht euch das Problem! Was ist gesucht? Was ist gegeben? Welche Formeln werden
benötigt? In manchen Fällen ist es hilfreich eine Skizze mit allen Gegebenheiten anzufertigen!
• Nahezu jeder physikalische Wert weist neben dem reinen Zahlenwert auch eine Einheit auf, ohne die der Wert nicht vollständig ist. Daher sind diese Einheiten zwingender Bestandteil jeder
physikalischen Rechnung.
• Viele Formel lassen sich ohne Weiteres nur auf das SI-Einheitensystem anwenden. Daher ist es
wichtig, Werte in einem anderen System zunächst in SI-System zu überführen.
(Bsp.: 10 km =
b 10000 m =
b 105 m oder 26, 85 ℃ =
b 300 K)
• Häufig sind für gegebene Werte keine expliziten Bezeichnungen angegeben. In einen solchen Fall
überlegt euch eine sinnvolle Bezeichnung. Gibt es mehrere Werte der gleichen Größe, so lassen
sich diese durch Indizes unterscheiden. (Bsp.: vvorher = 5 · vnachher , F1 = 2 · F2 )
• Rechnungen werden sehr viel übersichtlicher und man erspart sich eine Menge Schreibarbeit,
wenn man möglichst lange mit den Variablen rechnet und erst zum Schluss die gegeben Werte
einsetzt.
• Zwischenschritte helfen Fehler schneller zu erkennen und diese so zu vermeiden; außerdem erleichtern sie die Korrektur!
• Für sehr große/sehr kleine Werte ist es sinnvoll das Ergebnis in der Exponentialschreibweise
anzugeben.
• Rundet eure Ergebnisse sinnvoll!
• Der Einheitencheck stellt eine schnelle Möglichkeit dar Fehler zu entdecken. Überprüft ob eure
Gleichungen auf beiden Seiten die gleiche Dimension/Einheiten aufweisen!
Aufgabe 1: Große Zahlen (2 Punkte)
Der Stern Alpha Centauri ist von der Erde aus 4,22 Lichtjahre entfernt. Ein Lichtjahr ist die Entfernung, die das Licht im Vakuum in einem julianischen Kalenderjahr (365,25 Tage) zurücklegt. Die
Lichtgeschwindigkeit beträgt dabei ∼ 3 · 108 m/ s.
Wie groß ist die Entfernung zu Alpha Centauri in Metern?
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Aufgabe 2: Die Verrazano-Narrows Bridge (5 Punkte)
Die Verrazano-Narrows Bridge in New York war zur Zeit ihrer Fertigstellung im Jahr 1964 die längste
Hängebrücke der Welt. Ihre Spannweite, dass heißt der Abstand zwischen Ihren beiden 212 m hohen
Stützpfeiler beträgt an deren Basis d = 1298 m. An den Spitzen der beiden exakt senkrechten Pfeiler
hat man jedoch einen Abstand der etwa 42 mm größer ist.
a) Lässt sich dieser Unterschied physikalisch begründen oder wurde lediglich schlampig gearbeitet?
kurze Begründung!
b) Schätzen Sie aus diesem Phänomen den Erdumfang ab. (mit Rechnung!)
Stichwort: Strahlensatz. Tipp: Skizzieren Sie das Problem.
Aufgabe 3: Einheiten und Maßsystem (5 Punkte)
Ein Physiker möchte sich einen Sportwagen kaufen. Da er zugegebener Maßen zu viel Zeit mit seiner
Forschung verbracht hat, versteht er nur noch die SI-Einheiten. Aus diesem Grund kommt er leider
mit den seiner Meinung nach ’wirren’ Angaben des Verkäufers nicht zurecht.
a) Könnt Ihr dem Physiker helfen und die unten genannten Werte in SI-Einheiten (m, s, kg, ...) übertragen? Rundet dabei falls möglich auf sinnvolle Stellen und benutzt die Exponentialschreibweise.
Falls Ihr die Einheiten nicht kennt, dann recherchiert sie.
- Höchstgeschwindigkeit: 360 km/ h
- Hubraum: 8000 ccm (=(
b cm)3 )
- Felgengröße: 20” (Zoll)
- Verbrauch: 23
l
100 km
- empfohlener Reifendruck(absolut): 3,3 bar
- Leistung: 680 PS
- Höchsttemperatur im Motor: 2700 ◦ C
- Lieferzeit: 3 Monate
b) Wo haben die verschiedenen Darstellungen jeweils ihre Stärken bzw. Schwächen?
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