Mechanik lernen: Grundlagen, Kinematik, Dynamik, Energie- und Impulserhaltung

Question 1

Wie berechnest du die Leistung einer Maschine?

Accepted Answer

Leistung = geleistete Arbeit / benötigte Zeit

Answer

Leistung = aufgewendete Kraft / zurückgelegter Weg

Answer

Leistung = zurückgelegte Geschwindigkeit / benötigte Zeit

Question 2

Was besagt der Impulserhaltungssatz? Nenne ein Beispiel für seine Anwendung.

Accepted Answer

Die Summe der Impulse aller Körper in einem abgeschlossenen System bleibt konstant.

Answer

Der Impulserhaltungssatz gilt nur für Körper in Ruhe.

Answer

Der Impulserhaltungssatz besagt, dass die Summe der Kräfte auf alle Körper in einem abgeschlossenen System konstant ist.

Answer

Der Impulserhaltungssatz gilt nicht für Stöße.

Question 3

Welche physikalische Größe hat sowohl einen Betrag als auch eine Richtung?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Masse

Answer

Zeit

Answer

Temperatur

Question 4

Wie berechnet man die Energie eines harmonischen Oszillators? Erläutere die zugrunde liegenden Konzepte.

Accepted Answer

Berechne die potenzielle Energie am maximalen Auslenkungspunkt und addiere die kinetische Energie am Gleichgewichtspunkt.

Answer

Berechne die kinetische Energie am Gleichgewichtspunkt und halbieren sie.

Answer

Berechne die Amplitude und multipliziere sie mit der Federkonstante.

Answer

Berechne die Periode und multipliziere sie mit der Masse.

Question 5

Wie hilft das Superpositionsprinzip bei der Vorhersage von Bewegungen in komplexen Systemen?

Accepted Answer

Es zerlegt die Gesamtkraft in Einzelkräfte und analysiert die Bewegungen der Bestandteile.

Answer

Es besagt, dass die Beschleunigung unabhängig von der Masse ist.

Answer

Es berechnet die Energie aus kinetischer und potenzieller Energie.

Answer

Es ist in der Mechanik nicht anwendbar.

Question 6

Wie wandelt ein Pendel während einer vollständigen Schwingung Energie um?

Accepted Answer

Potentielle Energie wird in kinetische Energie umgewandelt, und umgekehrt.

Answer

Potentielle Energie wird in Wärmeenergie umgewandelt.

Answer

Potentielle Energie wird in Gravitationsenergie umgewandelt.

Answer

Das Pendel wandelt keine Energie um.

Question 7

Welche physikalischen Größen bestimmen die Amplitude und Frequenz einer harmonischen Schwingung?

Accepted Answer

Masse, Federkonstante, Dämpfung

Answer

Kraft, Geschwindigkeit, Beschleunigung

Answer

Temperatur, Luftdruck, Luftfeuchtigkeit

Answer

Länge, Breite, Höhe

Question 8

Was passiert bei der Präzession eines Kreisels? Erkläre, wie diese Bewegung die Stabilität des Kreisels beeinflusst.

Accepted Answer

Die Drehachse des Kreisels bewegt sich langsam in einer Kreisbahn.

Answer

Der Kreisel dreht sich immer schneller.

Answer

Die Präzession hat keinen Einfluss auf die Stabilität des Kreisels.

Question 9

Wie funktioniert ein Differentialgetriebe und wie gleicht es die unterschiedlichen Drehzahlen der Räder eines Fahrzeugs in Kurven aus?

Accepted Answer

Es ermöglicht unterschiedliche Drehzahlen der Räder, indem es das Drehmoment verteilt.

Answer

Es kehrt die Drehrichtung der Räder um.

Answer

Es erhöht das Drehmoment zwischen den Rädern.

Answer

Es verbindet die Räder und zwingt sie, sich gleich schnell zu drehen.

Question 10

Ein Körper rotiert um eine Achse mit dem Trägheitsmoment I und der Winkelgeschwindigkeit ω. Welche der folgenden Formeln gibt die Rotationsenergie des Körpers an?

Accepted Answer

Rotationsenergie = 1/2 × Trägheitsmoment × Winkelgeschwindigkeit²

Answer

Rotationsenergie = 1/2 × Winkelgeschwindigkeit × Trägheitsmoment

Answer

Rotationsenergie = Trägheitsmoment / Winkelgeschwindigkeit

Answer

Rotationsenergie = Winkelgeschwindigkeit / Trägheitsmoment

Question 11

Ein Körper befindet sich auf einer schiefen Ebene mit dem Neigungswinkel α. Welche der folgenden Kräfte wirkt nicht auf den Körper?

Accepted Answer

Die Trägheitskraft

Answer

Die Gewichtskraft

Answer

Die Normalkraft

Answer

Die Reibungskraft

Question 12

Welche der folgenden Größen ist eine gerichtete Größe?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Temperatur

Answer

Masse

Answer

Energie

Question 13

Ein Körper wird mit einer konstanten Beschleunigung a bewegt. Welche der folgenden Gleichungen beschreibt die zurückgelegte Strecke s nach der Zeit t?

Accepted Answer

Strecke = Beschleunigung × Zeit + 1/2 × Beschleunigung × Zeit²

Answer

Strecke = Beschleunigung × Zeit²

Answer

Strecke = 1/2 × Beschleunigung × Zeit

Answer

Strecke = 1/2 × Beschleunigung × Zeit + 1/2 × Erdbeschleunigung × Zeit²

Question 14

Welche der folgenden Einheiten ist die SI-Einheit der Kraft?

Accepted Answer

Newton (N)

Answer

Kilogramm (kg)

Answer

Meter (m)

Answer

Sekunde (s)

Question 15

Welche der folgenden Aussagen über Energie ist falsch?

Accepted Answer

Energie kann erzeugt oder vernichtet werden.

Answer

Energie kann in verschiedene Formen umgewandelt werden.

Answer

Energie wird in Joule gemessen.

Answer

Energie ist eine Erhaltungsgröße.

Question 16

Welche der folgenden Größen ist keine SI-Einheit?

Accepted Answer

Pferdestärke

Answer

Ampere

Answer

Sekunde

Answer

Meter

Question 17

Welche der folgenden Bewegungen ist keine geradlinige Bewegung?

Accepted Answer

Kreisbewegung

Answer

Verzögerte Bewegung

Answer

Beschleunigte Bewegung

Answer

Gleichförmige Bewegung

Question 18

Welche der folgenden Energieformen ist keine mechanische Energie?

Accepted Answer

Elektrische Energie

Answer

Kinetische Energie

Answer

Potenzielle Energie

Answer

Federenergie

Question 19

Welche der folgenden Aussagen über Drehmoment ist richtig?

Accepted Answer

Drehmoment ist das Produkt aus Kraft und Hebelarm

Answer

Drehmoment ist die Energie, die ein Körper besitzt

Answer

Drehmoment ist die Kraft, die auf einen Körper wirkt

Answer

Drehmoment ist die Geschwindigkeit, mit der sich ein Körper dreht

Question 20

Welche der folgenden Größen ist ein Vektor?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Zeit

Answer

Energie

Answer

Masse

Question 21

Welche Kraft bewirkt eine Beschleunigung?

Accepted Answer

Die resultierende Kraft

Answer

Die Gewichtskraft

Answer

Die gleich große Gegenkraft

Question 22

Was ist der Drehpunkt eines Hebels?

Accepted Answer

Der feste Punkt, um den sich der Hebel dreht.

Answer

Der Schwerpunkt des Hebels.

Answer

Der Punkt, an dem die Kraft ausgeübt wird.

Answer

Der Punkt, an dem die Last wirkt.

Question 23

Welche Größe ist eine vektorielle Größe?

Accepted Answer

Geschwindigkeit

Answer

Energie

Answer

Masse

Answer

Temperatur

Question 24

Was ist der Unterschied zwischen einer geradlinigen und einer gleichförmigen Bewegung?

Accepted Answer

Bei einer gleichförmigen Bewegung bleibt die Geschwindigkeit konstant, bei einer geradlinigen Bewegung bewegt sich der Körper auf einer geraden Linie.

Answer

Bei einer geradlinigen Bewegung ist die Geschwindigkeit konstant, bei einer gleichförmigen Bewegung ändert sie sich nicht.

Question 25

Welche Energieform wird bei der Umwandlung von Bewegungsenergie in Wärmeenergie frei?

Accepted Answer

Reibungswärme

Answer

Chemische Energie

Answer

Elektrische Energie

Answer

Potenzielle Energie

Question 26

Ein Körper wird mit einer Kraft von 10 N über eine Strecke von 5 m bewegt. Welche Arbeit wird verrichtet?

Accepted Answer

50 J

Answer

10 J

Answer

200 J

Answer

100 J

Question 27

Welche der folgenden Kräfte zählt **nicht** zu den fundamentalen Kräften der Natur?

Accepted Answer

Reibungskraft

Answer

Starke Kernkraft

Answer

Elektromagnetische Kraft

Answer

Gravitationskraft

Question 28

Welche Energieform wird in einer gespannten Feder gespeichert?

Accepted Answer

Potenzielle Energie

Answer

Thermische Energie

Answer

Elektrische Energie

Answer

Kinetische Energie

Question 29

Welche Größe entspricht beim Drehen eines Körpers der Masse bei geradliniger Bewegung?

Accepted Answer

Trägheitsmoment

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Drehimpuls

Answer

Beschleunigung

Question 30

Welche der folgenden Größen ist eine skalare Größe?

Accepted Answer

Masse

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Beschleunigung

Answer

Kraft

Question 31

Ein Körper bewegt sich mit konstanter Geschwindigkeit. Was gilt für seine Beschleunigung?

Accepted Answer

Die Beschleunigung des Körpers ist gleich null.

Answer

Die kinetische Energie des Körpers nimmt ab.

Answer

Die Bewegungsrichtung des Körpers ändert sich.

Answer

Die Geschwindigkeit des Körpers nimmt zu.

Question 32

Welche Größe bewirkt eine Änderung des Impulses eines Körpers?

Accepted Answer

Kraft

Answer

Geschwindigkeit

Answer

Energie

Answer

Masse

Question 33

Welche Einheit wird für Energie verwendet?

Accepted Answer

Joule

Answer

Sekunde

Answer

Meter

Answer

Newton

Question 34

Welcher Satz beschreibt den Energieerhaltungssatz?

Accepted Answer

Die Gesamtenergie eines abgeschlossenen Systems bleibt konstant.

Answer

Die Energie eines Systems kann beliebig umgewandelt werden.

Answer

Die Energie eines Systems kann weder erzeugt noch vernichtet werden.

Question 35

Ein Körper mit der Masse m rotiert mit der Winkelgeschwindigkeit ω um eine Achse. Wie lautet der Ausdruck für das Trägheitsmoment des Körpers?

Accepted Answer

I = m * r²

Answer

I = m * v

Answer

I = m * g

Answer

I = m * a

Question 36

Was ist das Drehmoment?

Accepted Answer

Das Drehmoment ist das Produkt aus Kraft und Hebelarm.

Answer

Das Drehmoment ist die Änderung des Impulses.

Answer

Das Drehmoment ist die kinetische Energie eines rotierenden Körpers.

Question 37

Welche physikalische Größe ist ein Vektor?

Accepted Answer

Kraft

Answer

Masse

Answer

Zeitspanne

Answer

Temperatur

Question 38

Ein Fahrzeug beschleunigt von 0 auf 100 km/h innerhalb von 5 Sekunden. Wie hoch ist die mittlere Beschleunigung?

Accepted Answer

5,56 m/s²

Answer

20 m/s²

Answer

10 m/s²

Answer

27,78 m/s²

Question 39

Ein Ball wird senkrecht nach oben geworfen. Welche Aussage über seine Geschwindigkeit und Beschleunigung am höchsten Punkt ist korrekt?

Accepted Answer

Die Geschwindigkeit ist null, die Beschleunigung beträgt -9,81 m/s².

Answer

Die Geschwindigkeit ist maximal, die Beschleunigung beträgt -9,81 m/s².

Answer

Die Geschwindigkeit ist null, die Beschleunigung ist null.

Question 40

Ein Körper der Masse 10 kg wird mit einer Kraft von 20 N bewegt. Wie groß ist seine Beschleunigung?

Accepted Answer

2 m/s²

Answer

5 m/s²

Answer

200 m/s²

Answer

0,5 m/s²

Question 41

Ein Skifahrer fährt einen Berghang hinunter. Welche Energieform nimmt im Verlauf der Abfahrt ab?

Accepted Answer

Potentielle Energie

Answer

Wärmeenergie

Answer

Chemische Energie

Answer

Kinetische Energie

Question 42

Zwei Billardkugeln gleicher Masse stoßen zentral zusammen. Die erste Kugel hat vor dem Stoß eine Geschwindigkeit von 2 m/s, die zweite ruht. Was passiert nach dem Stoß bei einem ideal elastischen Stoß?

Accepted Answer

Die erste Kugel bleibt stehen, die zweite bewegt sich mit 2 m/s.

Answer

Die erste Kugel bewegt sich mit 1 m/s weiter, die zweite bewegt sich mit 1 m/s in die entgegengesetzte Richtung.

Answer

Beide Kugeln bewegen sich mit 1 m/s in die gleiche Richtung.

Question 43

Ein Rad mit einem Radius von 0,5 m dreht sich mit einer Winkelgeschwindigkeit von 10 rad/s. Wie groß ist die Bahngeschwindigkeit eines Punktes am Rand des Rades?

Accepted Answer

5 m/s

Answer

0,5 m/s

Answer

2 m/s

Answer

20 m/s

Question 44

Ein Drehmoment von 10 Nm wirkt auf einen Körper mit einem Trägheitsmoment von 2 kg·m². Wie groß ist seine Winkelbeschleunigung?

Accepted Answer

5 rad/s²

Answer

0,2 rad/s²

Answer

12 rad/s²

Answer

20 rad/s²

Question 45

Ein Ball rollt eine schiefe Ebene hinunter. Welche Aussage ist falsch?

Accepted Answer

Die potentielle Energie des Balls bleibt konstant.

Answer

Die Gesamtenergie des Balls bleibt konstant.

Answer

Die Geschwindigkeit des Balls nimmt zu.

Answer

Die kinetische Energie des Balls nimmt zu.

Question 46

Ein Körper wird an einer Feder befestigt und in Schwingung versetzt. Welche Aussage ist richtig?

Accepted Answer

Die Schwingungsdauer hängt von der Masse des Körpers und der Federkonstante ab.

Answer

Die Geschwindigkeit des Körpers ist an den Umkehrpunkten maximal.

Answer

Die Amplitude der Schwingung hat keinen Einfluss auf die Dauer.

Question 47

Ein Auto beschleunigt von 0 auf 100 km/h in 10 Sekunden. Welche durchschnittliche Beschleunigung erfährt das Auto?

Accepted Answer

2,78 m/s²

Answer

0,28 m/s²

Answer

10 m/s²

Answer

100 m/s²

Question 48

Ein 5 kg schwerer Körper wird mit einer Kraft von 20 N gezogen. Welche Beschleunigung erfährt der Körper?

Accepted Answer

4 m/s²

Answer

0,25 m/s²

Answer

100 m/s²

Question 49

Zwei gleiche Körper mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten stoßen zusammen. Welche physikalische Größe bleibt bei diesem Stoß erhalten?

Accepted Answer

Impuls

Answer

Kinetische Energie

Answer

Potentielle Energie

Question 50

Eine Scheibe dreht sich mit einer konstanten Winkelgeschwindigkeit von 10 rad/s. Welche Winkelgeschwindigkeit hat die Scheibe nach einer Drehung um 180°?

Accepted Answer

10 rad/s

Answer

0 rad/s

Answer

5 rad/s

Answer

20 rad/s

Question 51

Ein Körper bewegt sich auf einer Kreisbahn mit konstanter Geschwindigkeit. Welche Aussage über die Beschleunigung des Körpers ist korrekt?

Accepted Answer

Der Körper erfährt eine Zentripetalbeschleunigung, die zur Kreismitte gerichtet ist.

Answer

Der Körper erfährt keine Beschleunigung, da die Geschwindigkeit konstant ist.

Answer

Der Körper erfährt eine tangentiale Beschleunigung, die in Richtung der Bewegung erfolgt.

Question 52

Ein Satellit umkreist die Erde auf einer Kreisbahn. Welche Kraft hält den Satelliten auf seiner Bahn?

Accepted Answer

Die Gravitationskraft der Erde

Answer

Die Zentripetalbeschleunigung

Answer

Die Zentrifugalkraft

Answer

Die Reibungskraft

Question 53

Ein Auto beschleunigt von 0 auf 100 km/h in 10 Sekunden. Welche durchschnittliche Beschleunigung erfährt das Auto?

Accepted Answer

2,78 m/s²

Answer

10 m/s²

Answer

100 m/s²

Question 54

Ein Ball wird senkrecht nach oben geworfen. Welche Aussage über seine Geschwindigkeit und Beschleunigung am höchsten Punkt seiner Flugbahn ist korrekt?

Accepted Answer

Die Geschwindigkeit ist Null, die Beschleunigung ist g (Erdbeschleunigung) nach unten.

Answer

Die Geschwindigkeit und die Beschleunigung sind Null.

Answer

Die Geschwindigkeit ist Null, die Beschleunigung ist Null.

Question 55

Ein Auto mit einer Masse von 1000 kg fährt mit einer Geschwindigkeit von 20 m/s. Welche kinetische Energie besitzt das Auto?

Accepted Answer

200.000 J

Answer

40.000 J

Answer

1.000.000 J

Answer

10.000 J

Question 56

Ein Gewicht wird mit einer konstanten Kraft von 10 N an einem Seil nach oben gezogen. Welche Arbeit wird verrichtet, wenn das Gewicht um 2 Meter angehoben wird?

Accepted Answer

20 J

Answer

5 J

Answer

100 J

Answer

10 J

Question 57

Ein Ball mit einer Masse von 0,5 kg rollt mit einer Geschwindigkeit von 4 m/s auf eine ruhende Wand zu. Nach dem elastischen Stoß rollt der Ball mit der gleichen Geschwindigkeit zurück. Welchen Impuls hat der Ball vor dem Stoß?

Accepted Answer

2 kg*m/s

Answer

4 kg*m/s

Answer

1 kg*m/s

Question 58

Ein dünner Stab mit einer Masse von 1 kg und einer Länge von 1 m wird an seinem Mittelpunkt um eine horizontale Achse gedreht. Welche Trägheitsmoment hat der Stab?

Accepted Answer

0,083 kg*m²

Answer

0,5 kg*m²

Answer

2 kg*m²

Answer

1 kg*m²

Question 59

Ein Wagen rollt mit konstanter Geschwindigkeit auf einer horizontalen Ebene. Welche Kraft wirkt auf den Wagen?

Accepted Answer

Keine Kraft wirkt auf den Wagen.

Answer

Die Reibungskraft wirkt auf den Wagen.

Answer

Die Gewichtskraft wirkt auf den Wagen.

Answer

Eine Kraft wirkt auf den Wagen, die seine Geschwindigkeit konstant hält.

Question 60

Ein Flugzeug fliegt mit konstanter Geschwindigkeit in einer Schleife. Welche Kräfte wirken auf das Flugzeug am höchsten Punkt der Schleife?

Accepted Answer

Die Gewichtskraft und die Zentripetal kraft.

Answer

Die Gewichtskraft, die Zentripetal kraft und die Auftriebskraft.

Answer

Nur die Gewichtskraft.

Answer

Nur die Zentripetal kraft.

Question 61

Zwei Körper mit unterschiedlichen Massen stoßen inelastisch zusammen. Welche Aussage über die Gesamtenergie des Systems ist korrekt?

Accepted Answer

Die Gesamtenergie des Systems bleibt erhalten.

Answer

Die Gesamtenergie des Systems ist nicht definiert.

Answer

Die Gesamtenergie des Systems nimmt zu.

Answer

Die Gesamtenergie des Systems nimmt ab.

Question 62

Ein Körper mit einer Masse von 5 kg wird mit einer Kraft von 20 N angestoßen. Welche Beschleunigung erfährt der Körper?

Accepted Answer

4 m/s²

Answer

100 m/s²

Answer

0,25 m/s²

Answer

1 m/s²