Physik für Wirtschaftsingenieure: Aufgaben zur Vorlesung und zum Selbststudium
6 views 0 purchase
Course
Phys
Institution
Hochschule Pforzheim
Diese Unterlagen enthalten klassische Aufgaben und Lösungen zu den Themen, die in der Vorlesung behandelt wurden. Dazu gehören: Grundlagen der Physik, Rotationsdynamik, mechanische Kräfte, Kinematik, Rotationsenergie, Schwingungen sowie Messungen und Messergebnisse.
Aufgabe 1.1.01: Sie sind neue(r) Mitar-
beiter(in) im Technischen Einkauf eines
Maschinenbau-Unternehmens. Ihre Kollegin-
nen und Kollegen erklären Ihnen, dass es im
Einkauf lediglich auf Preise und Termine an-
käme, alles andere sei unwichtig.
Was sagen Sie mit Bezug auf die Physik?
Aufgabe 1.1.02: Sie arbeiten als Assis-
tent(in) der Geschäftsleitung in einem Unter-
nehmen, das Röntgengeräte für die medizi-
nische Diagnostik herstellt. Es soll ein neu-
er Markt erschlossen werden: Die Geräte Ih-
res Hauses sollen für die Röntgendiagnostik an
Kunststoffbauteilen verwendet werden. Eini-
gen ausgewählten Geschäftspartnern aus die-
sem Geschäftsfeld sollen Sie das Marketing-
konzept vorstellen.
Welche Punkte enthält Ihre Präsentation?
1.2 Aufgaben mit Mehrfachauswahl
Hier gibt es (noch) keine Aufgaben.
2 Was ist Physik?
2.1 Klassische Aufgaben
Hierzu gibt es (noch) keine Aufgaben.
2.2 Aufgaben mit Mehrfachauswahl
Aufgabe 2.2.01: Eine physikalische Aussage
kann . . .
1. grundsätzlich bewiesen werden.
2. bewiesen werden, wenn sie schon älter ist.
3. nicht bewiesen werden, wenn sie neu ist.
4. grundsätzlich nicht bewiesen werden.
Version 7 2 2015-05-18
,Aufgabensammlung Physik für Wirtschaftsingenieure SS 2015
3 Grundlagen Aufgabe 3.1.06: Eine Ingenieurin würde ger-
ne die erste Gs ihres Lebens feiern. Sie wurde
3.1 Klassische Aufgaben am 24. April 1980 um 20:21:03 Uhr geboren.
1. Für welchen Tag muss sie ihre Gäste bestel-
Aufgabe 3.1.01: Welches sind physikalische len?
Begriffe? 2. Wann genau muss Sie mit Ihnen anstoßen?
Abweichung, Arbeit, Bedarf, Beschleuni-
Aufgabe 3.1.07: Die Kraft zwischen zwei
gung, Brücke, Dimension, Dauer, Druck,
Körpern sei beschrieben durch die Funktion
Einheit, Energie, Entschleunigung, Fall,
Feld, Fluss, Frucht, Geschwindigkeit, Kapi- r · t2
A
F = · log .
tal, Können, Kraft, Ladung, Leistung, Lin- c c
se, Neigung, Periode, Prozess, Querschnitt, r ist der Abstand der beiden Körper, t ist die
Spannung, Strom, Vorgang, Vorliebe, Weg, Zeit. A und c sind Konstanten.
Wärme, Zeit, Zug, Zustand.
1. Bestimmen Sie die Einheiten der Konstan-
Aufgabe 3.1.02: Gemeinsame Begriffe der ten.
Alltagssprache und der Physik. 2. Bestimmen Sie die Dimensionen der Kon-
stanten.
1. Notieren Sie drei Begriffe, die in der All-
tagssprache und in der Physik verwendet Lösung 3.1.07-1: Die beiden Unbekannten
werden. sind die Einheiten der Größen A und c, näm-
2. Erklären Sie die Begriffe mit ihren alltags- lich [A] und [c]. Zur Lösung benötigen wir zwei
sprachlichen und physikalischen Bedeutun- Einheitengleichungen. Aus der Aufgabenstel-
gen. lung lesen wir ab, dass die Größe r den Ab-
3. Formulieren Sie je einen Beispielsatz für je- stand der Teilchen beschreibt, also ist [r] =
de der sechs Bedeutungen. 1 m. Aus der Angabe „t ist die Zeit“, folgt
[t] = 1 s. Für die mit der Funktion beschriebe-
Aufgabe 3.1.03: Zwei Körper der
ne Kraft F muss gelten [F ] = 1 N = 1 kg m s−2 .
Massen m1 und m2 im Abstand r
Die erste Einheitengleichung erhalten wir über
üben aufeinander die Gravitations-
das Argument der Logarithmusfunktion, die
kraft F aus gemäß F = G · m1 · m2 /r2 .
zweite über den Faktor vor dem Logarithmus.
G = 6, 673 84(80) · 10−11 m3 /(kg · s2 ) ist die
Das Argument des Logarithmus hat die Ein-
Gravitationskonstante. Welche Aussage gilt?
heit Eins, also gilt
1. Die Beziehung ist grundsätzlich falsch. 2
2. Die Beziehung ist grundsätzlich richtig. rt
= 1. (1)
c
Aufgabe 3.1.04: Welche Leistung in der SI-
Daraus bestimmen wir die Einheit der Größe
Einheit hat ein Motor von 130 PS? (97 kW)
c. Es ist
Aufgabe 3.1.05: In den USA wird die Ge- 2
rt [r][t]2
schwindigkeit in miles per hour (mph) ange- = = 1. (2)
c [c]
geben.
1. Welcher Geschwindigkeit in km/h entspre- Auflösen nach [c] und einsetzen der bekannten
chen 55 mph? (89 km/h) Einheiten von r und t ergibt
2. Welchem Wert in SI-Einheiten mit Vorsät- [c] = [r][t]2
zen entspricht dies? (25 m/s)
= 1 m · (1 s)2 = 1 m s2 . (3)
Version 7 3 2015-05-18
, Aufgabensammlung Physik für Wirtschaftsingenieure SS 2015
Die zweite Einheitengleichung ist 2. Sind die Grenzwerte für die Expositions-
dauern Texp vergleichbar?
A
[F ] = . (4)
c Aufgabe 3.1.09: Bestimmen Sie die
Dimensions- und Einheitengleichung in
Wir lösen nach [A] auf, setzen für [c] ein und
den ISQ-Basisgrößen und SI-Basiseinheiten
erhalten
der folgenden physikalischen Größen.
[A] = [F ] · [c] Kraft F
kg m Energie W
= 1 2 · 1 m s2 Leistung P
s
= 1 kg m2 . (5) Hinweis: Beginnen Sie mit der abgeleiteten
Einheit der jeweiligen Größe.
Lösung 3.1.07-2: Die Dimensionsgleichungen Lösung 3.1.09-1: Die Einheit der Kraft ist
für die betrachteten Größen erhalten wir aus das Newton: [F ] = 1 N. Dies ist eine abgeleite-
den zugehörigen Einheitengleichungen. Die te Einheit, die sich in den SI-Basiseinheiten
(physikalische) Dimension des Abstands r ist ausdrücken lässt. Die Einheitengleichung ist
die Länge, also hri = L. Die Dimension der dann
Vorgangsdauer t ist die Zeit, also hti = T. Da-
kg m
mit ist die Dimension von c [F ] = 1 N = 1 = 1 m kg s−2 . (8)
s2
hci = hrihti2 Hieraus leiten wir die Dimensionsgleichung ab
=L·T . 2
(6)
hF i = LMT−2 . (9)
Mit hF i = M · L · T−2 folgt die gesuchte Di-
mension von A Lösung 3.1.09-2: Die Einheit der Energie ist
das Joule: [E] = 1 J. Die Einheitengleichung
hAi = M · L · T−2 · L · T2 ist
= M · L2 . (7)
kg m2
[E] = 1 J = 1 = 1 m2 kg s−2 (10)
s2
Aufgabe 3.1.08: Das Sievert Sv = 1 J/kg
ist die Maßeinheit der Äquivalentdosis H, der und die Dimensionsgleichung
Effektivdosis Deff und der Organdosis HT . hEi = L2 MT−2 . (11)
Mit diesen gewichteten Strahlendosen wird
die Strahlenbelastung biologischer Organis-
Lösung 3.1.09-3: Die Einheit der Leistung ist
men angegeben. Es gelten folgende Unbedenk-
das Watt: [P ] = 1 W. Die Einheitengleichung
lichkeitsgrenzwerte für die Äquivalentdosis-
ist
leistung Ḣ.
kg m2
Texp Ḣmax [P ] = 1 W = 1 = 1 m2 kg s−3 . (12)
s3
Jahr: 1 mSv/a
Woche: 0,2 mSv/w Hieraus leiten wir die Dimensionsgleichung ab
Tag: 3 µSv/d
hF i = L2 MT−3 . (13)
Stunde: 1 µSv/h
1. Stellen Sie die Werte in einem Diagramm Aufgabe 3.1.10: Ein Auto hat eine Masse von
dar. m = 1 250 kg.
Version 7 4 2015-05-18
The benefits of buying summaries with Stuvia:
Guaranteed quality through customer reviews
Stuvia customers have reviewed more than 700,000 summaries. This how you know that you are buying the best documents.
Quick and easy check-out
You can quickly pay through credit card or Stuvia-credit for the summaries. There is no membership needed.
Focus on what matters
Your fellow students write the study notes themselves, which is why the documents are always reliable and up-to-date. This ensures you quickly get to the core!
Frequently asked questions
What do I get when I buy this document?
You get a PDF, available immediately after your purchase. The purchased document is accessible anytime, anywhere and indefinitely through your profile.
Satisfaction guarantee: how does it work?
Our satisfaction guarantee ensures that you always find a study document that suits you well. You fill out a form, and our customer service team takes care of the rest.
Who am I buying these notes from?
Stuvia is a marketplace, so you are not buying this document from us, but from seller NanaChan. Stuvia facilitates payment to the seller.
Will I be stuck with a subscription?
No, you only buy these notes for $3.75. You're not tied to anything after your purchase.
