Seminar zur ‚Klassische und relativistische Mechanik’

5. Übungsblatt SS 2009 (Teil 1) zum 18.6.

26. Haft- und Gleitreibung

An einem Quader mit der Masse 25 kg, der auf einer horizontalen Unterlage ruht, greift für die Dauer von 2,5 s eine Schubkraft F = 200 N unter dem Winkel α von 30° an. Dadurch erhält der Quader eine Geschwindigkeit von 7,4 m/s. a) Wie groß ist die Gleitreibungszahl µG zwischen Quader und Unterlage? b) Wie groß wäre die Haftreibungszahl µH, wenn unter diesen Bedingungen der

Quader gerade noch nicht gleiten würde? c) Wie groß darf der Winkel α maximal sein, damit bei µH = 0,4 die Haftreibung

überwunden wird?

27. Reibung, Drehmomente und Gleichgewichtsbedingung Eine Leiter der Länge l und der Masse m lehnt an einer senkrechten Wand, der einge-schlossene Winkel sei α. Die Schwerkraft greife im Mittelpunkt der Leiter an. Der Reibungskoeffizient zwischen Leiter und Boden sei µH, der zwischen Leiter und Wand sei vernachlässigbar klein. a) Bestimmen Sie den Maximalwinkel αmax , unter dem man die Leiter an die Wand

lehnen kann, ohne dass sie ins Rutschen kommt! b) Eine Person mit der Masse M steige die Leiter hoch. Bestimmen Sie wieder αmax! Hinweis: Betrachten Sie die Drehmomente am Fußpunkt der Leiter.

28. Federpendel

Bei einem Federpendel wird zum Zeitpunkt T = 0 s eine Auslenkung von 2,5 cm, eine Geschwindigkeit von 2 m/s und eine Schwingungsfrequenz von ω0 = 16 Hz gemessen. Bestimmen Sie Amplitude und Phase dieser Schwingung durch einen Lösungsansatz mit a) trigonometrischen Funktionen und b) komplexen Funktionen!

Hinweis: Die Aufgaben 26–28 sind zum Votieren gedacht und werden am 18.6. besprochen. Am 12.6. gibt es noch einen zweiten Teil mit drei weiteren Aufgaben.