PH2
Physics Fundamentals Quiz
Test your knowledge on essential physics concepts through our engaging quiz designed for students and enthusiasts alike. Dive into topics like motion, oscillators, and conservative forces while challenging your understanding and retention of important principles.
What you can expect:
- Nine thought-provoking questions
- Multiple-choice format
- Comprehensive coverage of physics fundamentals
Freier Fall und Wurf: Welche der folgenden Aussagen sind korrekt?
Auf der Erdoberfläche werden ein 3 kg schwerer Massenpunkt mit einer Geschwindigkeit von 5 km/h und ein 30 kg schwerer Massenpunkt mit einer Geschwindigkeit von 10 km/h senkrecht nach oben geworfen. Der 30 kg schwere Massenpunkt erreicht eine größere Wurfhöhe als der 3 kg schwere.
Für kleine Höhen im Vergleich zum Erdradius ist die Erdbeschleunigung eine Konstante.
Die Fallzeit eines Massenpunktes, der aus einer Höhe von 1 km zur Erde fällt, ist proportional zu seiner Masse.
Aud der Erdoberfläche werden ein 3 kg schwerer Massenpunikt mit einer Geschwindigkeit von 5 km/h und ein 30 kg schwerer Massenpunkt mit einer Geschwindigkeit von 10 km/h senkrecht nach oben geworfen. Der 3 kg schwere Massenpunkt erreicht eher seine maximale Wurfhöhe.
Beim freien Fall eines Körpers aus großer Höhe auf die Erdoberfläche spielt der Radius der Erde keine Rolle.
Beim freien Fall eines Körpers aus kleinen Höhen im Vergleich zum Erdradius erfährt der Körper eine gradlinig gleichmäßig beschleunigte Bewegung.
Grundlagen: Welche der folgenden Aussagen sind korrekt?
Bewegungen eines Körpers können sich überlagern ohne sich zu stören.
Die Richtung der Bahntangente eines bewegten Massenpunktes steht stets senkrecht auf seinem Geschwindigkeitsvektor.
Die Richtung der Winkelgeschwindigkeit steht senkrecht auf der durch die Kreisbahn bestimmten Ebene und bildet mit der Richtung des Bahnumlaufs eine Rechtsschraube.
Die Tangential- und Normalbeschleunigung eines massenpunktes verlaufen stets parallel zueinander.
Bei Kreisbewegungen eines Massenpunktes mit konstanter Winkelgeschwindigkeit weist der Geschwindigkeitsvektor des Massenpunktes in Richtung des Kreismittelpunkts.
Ein Freiheitsgrad eines Körpers ist gleich der Zahl der Kräfte, die mit dem Körper wechselwirken.
Geschwindigkeit und Ortsvektor eines Massenpunktes auf einer Kreisbahn mit Mittelpunkt im Koordinatenursprung stehen senkrecht aufeinander.
Die Tangential- und Normalbeschleunigung eines Massenpunktes addieren sich zu seiner Gesamtbeschleunigung.
Ein kleiner runder Körper (z.B. eine Billardkugel) kann für physikalische Betrachtungen als Massenpunkt idealisiert dargestellt werden.
Ortsvektor und Beschleunigung eines Massenpunktes auf eines Kreisbahn mit Mittelpunkt im Koordinatenursprung zeigen in die gleiche Richtung.
Oszillatoren: Welche der folgenden Aussagen sind korrekt?
Eine Resonanzkatastrophe beim harmonischen Oszillator im reibenden Medium, der durch eine periodische äußere Kraft angeregt wird, kann nur auftreten, wenn die Anregungsfrequenz gleich der Eigenfrequenz und die Dämpfung unzureichend ist. Durch ausreichende Dämpfung kann daher eine Resonanzkatastrophe vermieden werden.
Beim harmonischen Oszillator ist der Betrag der Rückstellkraft proportional zur Auslenkung des Massenpunktes.
Die Bewegungsdifferentialgleichungen eines harmonischen Oszillators und eines harmonischen Oszillators im reibenden Medium sind identisch, nur die Bewegung ist unterschiedlich.
Ein harmonischer Oszillator im reibenden Medium, der durch eine periodische äußere Kraft anderegt wird, kann ungedämpft schwingen.
Ein harmonischer Oszillator wird im Phasenraum durch eine Gerade beschrieben.
Beim harmonischen Oszillator ergibt sich die Rückstellkraft aus der negativen Ableitung des harmonischen potentials nach der Auslenkung
Ein harmonischer Oszillator im reibenden Medium führt im aperiodischen Fall gar keine harmonischen Schwingungen mehr aus.
Schwingungen und Wellen: Welche der folgenden Aussagen sind korrekt?
Eine harmonische Schwingung wird durch eine Cosinus-Funktion mit Amplitude, Kreisfrequenz und Phasenkonstante beschrieben.
Die Phasengeschwindigkeit einer Welle (siehe Abbildung) ergibt sich aus dem Produkt von Periodendauer und Wellenlänge.
In der Differentialgleichung der eindimensionalen Welle ist die zeitliche Krümmung (2. Ableitung nach der Zeit) der Auslenkung proportional zu ihrer räumlichen Krümmung (2. Ableitung nach dem Ort).
Eine zeitlich und räumlich periodische Veränderung einer physikalischen Größe heißt Schwingung.
Ein harmonischer Oszillator führt harmonische Schwingungen aus.
Eine harmonische Schwingung kann in komplexer Form dargestellt werden. Dabei beschreibt nur der Imaginärteil den physikalischen Vorgang.
Während einer Periodendauer bewegt sich die Wellenfront um eine Wellenlänge in Richtung des Ausbreitungsvektors (siehe Abbildung)
Systeme von Massenpunkten: Welche Aussagen sind korrekt?
Beim Start einer Rakete heben sich die Impulse der Treibstoffteilchen gegenseitig auf, so dass die Rakete praktisch schwerelos abhebt.
Ein starrer Körper, der in einem Punkt fixiert ist, kann nur Drehbewegungen ausführen.
Die Summe aller inneren Kräfte eines Systems von Massenpunkten ist gleich null.
Der Drehimpulserhaltungssatz besagt, dass ein Körper schneller rotiert, wenn sein Trägheitsmoment in Bezug auf die feste Drehachse kleiner wird.
Der Massenmittelpunkt eines abgeschlossenen mechanischen Systems wird stets geradlinig beschleunigt.
Ein Drehmoment entspricht einer mechanischen Leistung.
Der Impulserhaltungssatz besagt, dass die Summe aller Impulse gleich null ist.
Ein Drehimpuls ist gleich dem resultierenden Drehmoment der am physikalischen System angreifenden Kräfte.
Ein starrer Körper rotiert mit einer bestimmten Winkelgeschwindigkeit um seine feste Drehachse. Seine Rotationsenergie ist dabei proportional zu seinem trägheitsmoment in bezug auf die feste Drehachse.
Reibungsbewegung: Betrachten Sie einen Körper, der in einem reibenden Medium mit einer zeitlich konstanten Kraft bewegt wird. Welche Aussagen sind korrekt?
In erster Näherung ist der Betrag der Reibungskraft proportional zum Betrag der Geschwindigkeit des Körpers. Die einheitsvektoren beider Größen sind antiparallel.
Die Masse des Körpers spielt für den Bewegungsvorgang keine Rolle.
Der Betrag der Reibungskraft für einen ruhenden Körper ist gleich null.
Für Zeiten, die sehr viel größer als die charakteristische Zeit sind, ist die Geschwindigkeit des Körpers proportional zur bewegenden konstanten Kraft und umgekehrt proportional zur Reibung.
In der Bewegungsdifferentialgleichung werden die bewegende konstante Kraft und die Reibungskraft addiert.
Für Zeiten, die sehr viel größer als die charakteristische Zeit sind, ist die Geschwindigkeit des Körpers proportional zur Zeit, d.h. der Körper wird gleichmäßig beschleunigt.
Konservative Kräfte: Welche der folgenden Aussagen sind korrekt?
Bei konservativen Kräften ist das Arbeitsintegral zwischen zwei punkten unabhängig vom konkreten Weg, so dass den Punkten eine potentielle Energie zugeordnet werden kann.
Bei konservativen Systemen ist die summe aus kinetischer und potentieller Energie konstant.
Konservative Kräfte werden auch dissipative Kräfte genannt.
Für konservative Kräfte gilt, dass deren Arbeitsintegral entlang eines beliebigen Weges gleich null ist.
Die jeweilige kinetische Energie zweier Körper unterschiedlicher Masse wird nur durch ihre Geschwindigkeit bestimmt, d.h. Bei gleicher Geschwindigkeit besitzen die beiden Körper die gleiche kinetische Energie.
Der Gradientenvektor des Potentials zeigt in Richtung des maximalen Potentialanstiegs. Ein Körper im Potentialfeld bewegt sich in die entgegengesetzte Richtung.
Ein Körper, der sich mit einer bestimmten Geschwindigkeit bewegt, hat eine kinetische Energie inne, die proportional zum Quadrat dieser Geschwindigkeit ist.
Ist das Arbeitsintegral zwischen zwei Punkten bei konservativen Kräften kleiner als Null, so wurde Arbeit in potentielle Energie überführt.
Bewegungsformen: Welche Aussagen sind richtig?
Die geradlinige gleichförmige Bewegung eines Massenpunktes muss durch eine Kraft aufrechterhalten werden, da der Massenpunkt ansonsten ruht.
Die Zeit, in der ein 1 t schwerer Massenpunkt, der eine Geschwindigkeit von 7,2 km/h aufweist und auf den eine zeitlich konstante Kraft von 2000 N einwirkt, eine Strecke von 9.999 km zurücklegt, wird verkleinert, wenn statt des 1 t schweren Massenpunktes ein 500 kg schwerer Massenpunkt verwendet wird.
Bei einer geradlinig gleichmäßig beschleunigten Bewegung eines Massenpunktes, der sich zur Zeit t = 0 am Anfangsort s (0) mit der Anfangsgeschwindigkeit v(0) aufhält, kann die benötigte Zeit, die er zur Erreichung der Momentangeschwindigkeit v(t) zur Zeit t benötigt, aus der Differenz der Momentangeschwindigkeit v(t) zur Anfangsgeschwindigkeit v(0) sowie der Anfangsbeschleunigung a(0) berechnet werden.,
Eine geradlinig gleichmäßig beschleunigte Bewegung eines Massenpunktes wird durch eine konstant einwirkende Kraft hervorgerufen.
Eine geradlinig gleichmäßig beschleunigte Bewegung ist eine geradlinig gleichförmige Bewegung.
Bei der geradlinig gleichförmigen Bewegung eines Massenpunktes ist sein zurückgelegter Weg proportional zur Zeit, da die Geschwindigkeit konstant ist.
Bei einer geradlinig gleichmäßig beschleunigten Bewegung eines Massenpunktes ist der zurückgelegte weg proportional zur Zeit.
Axiome, Gravitationsgesetz und Arbeit: Welche Aussagen sind korrekt?
Arbeit wird physikalisch durch den Quotienten von Kraft und Weg definiert.
Das Grundgesetz der Mechanik beschreibt die Proportionalität von Kraft und Beschleunigung, wobei die Masse die Proportionalitätskonstante ist.
Das Linienintegral der Arbeit ist stets wegunabhängig.
Kräfte werden vektoriell addiert.
Der Betrag der Gravitationskraft nimmt mit zunehmendem Abstand zweier Körper zu.
Ein Massenpunkt verharrt im Zustand der Ruhe oder gleichförmigen geradlinigen Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit, solange keine Kräfte auf ihn einwirken.
Eine konstante Kraft, die auf einen Massenpunkt einwirkt, führt zum Zustand der gleichförmigen geradlinigen Bewegung mit konstanter Geschwindigkeit.
Der Betrag der Gravitationskraft verhält sich umgekehrt proportional zum Quadrat des Abstandes zweier Körper.
Die Gravitationskonstante ist eine Funktion der Masse der sich anziehenden Körper.
Die auf ein physikalisches System wirkende Kraft ist gleich der zeitlichen Änderung seiner Beschleunigung.
Übt ein physikalisches System A eine Kraft auf ein physikalisches System B aus, dann übt auch das System B eine Kraft auf das System A aus. Der Betrag beider Kräfte ist gleich.
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