Telekolleg Physik - 1. Trimester: Mechanik - Folge 11: Kräftige Drehung

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  1. Beim Radwechsel kann ein Mann eine maximale Kraft von 0,50 kN aufwenden, sein Bordwerkzeug erlaubt einen maximalen Hebelarm von 25 cm. Eine Frau verwendet einen Schlüssel mit der Länge 0,40 m und übt dabei eine Kraft von 320 N auf. Welche Aussagen sind richtig?

    (A) Beide Drehmomente sind in etwa gleich.
    (B) Die Frau bekommt die Schrauben leichter auf.
    (C) Der Mann bekommt die Schrauben leichter auf.
     
  2. Ein Drehmomentschlüssel mit einem wirksamen Hebelarm von 0,40 m wird um 180° gedreht. Dabei bleibt die Kraft stets senkrecht zum Hebelarm gerichtet und der Betrag ist konstant gleich 120 N. Berechnen Sie das Drehmoment und die Arbeit.

    (A) W = M = 48 Nm
    (B) W = 48 J; M = 48 Nm
    (C) W = 151 J; M = 48 Nm
     
  3. Ein Drehmomentschlüssel (r = 0,40 m) steckt in waagrechter Richtung an einer Radschraube. Die Kraft F = 141 N wirkt jeweils unter 45° in bezug auf den Schlüssel einmal nach rechts und einmal nach links. Wie groß sind die Drehmomente?

    (A) Wenn die Kraft zur Radschraube hinzeigt, dann ist das Drehmoment größer.
    (B) Das Drehmoment ist beide Male gleich.
    (C) M1 = M2 = 40 Nm
     
  4. Ein Kettenkarussell wird innerhalb von 1,5 Minuten in eine Rotation mit einer Periodendauer von 4,0 s versetzt. Berechnen Sie die Winkelgeschwindigkeit und die Winkelbeschleunigung.

    (A) kann ich nicht
    (B) 1,6 s-1 bzw. 0,018 s-2
    (C) 1,6 1/s bzw. 1,1 1/s2
     
  5. Das Experiment mit der Kabelrolle können Sie zuhause mit einer ähnlich geformten Fadenrolle ausprobieren. Welche Aussagen sind richtig?

    (A) Beim "Herrollen" muss der lose Faden flach über den Tisch gezogen werden.
    (B) Wird die Rolle so umgedreht, dass der lose Faden oben die Wicklung verlässt, dann ist ein "Wegrollen" unmöglich.
    (C) Wenn die Rolle weder weg- noch herrollt, sondern nur rutscht, dann bilden der Drehpunkt, der Berührpunkt des losen Faden an der Wicklung und der gestreckte lose Faden eine gemeinsame Gerade.
     
  6. Ein Rad, ein Zylinder und eine Kugel haben je einen Durchmesser von 8,0 cm und eine Masse von 1,5 kg. Berechnen Sie die Trägheitsmomente.

    (A) 24 kg cm2; 12 kg cm2; 9,6 kg cm2
    (B) 96 kg cm2; 48 kg cm2; 38 kg cm2
    (C) andere Zahlenwerte
     
  7. Beim Turmspringen und beim Turnen gibt es verschiedene Formen von Salti. Welche Aussagen sind richtig?

    (A) Es ist geschickt, einen Salto gestreckt anzudrehen und sich erst dann zusammenzukauern.
    (B) Gestreckte Salti sind leichter.
    (C) Das Trägheitsmoment des Springers ist keine konstante Größe.
     
  8. Bei einem besondern Jojo wurde eine Kugel statt der sonst üblichen Scheibe verwendet. Der Durchmesser beträgt 20 cm und die Masse 500 g, die Höhendifferenz zwischen den beiden Umkehrpunkten ist 1,0 m. Berechnen Sie die Winkelgeschwindigkeit an beiden Punkten.

    (A) omegaoben = omegaunten = 70 s-1
    (B) omegaoben = 0; omegaunten = 70 s-1
    (C) andere Zahlenwerte
     

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