Erhaltungssätze in der Mechanik - Aufgaben und Übungen

Welche der folgenden Aussagen sind richtig?

1) Erhaltungssätze sind fundamentale Gesetzmäßigkeiten und postulieren, dass in abgeschlossenen (physikalischen) Systemen Größen wie "Kräfte" oder "Energien" zeitlich konstant bleiben.

a) Nein

b) Ja

2) Der wichtigste Erhaltungssatz in der Mechanik ist der sog. Impulserhaltungssatz,

a) In einem abgeschlossenen System bleibt der Gesamtimpuls zeitlich erhalten, unter der Voraussetzung, dass keine äußere Kraft auf das System einwirkt, die den Gesamtimpuls verändern würde.

b) Der Impulserhaltungssatz besagt, dass jeder Impuls eines Körpers in einem System konstant bleibt

3) Der Impulserhaltungssatz gilt auch bei Drehimpulsen.

a) Richtig, auch bei Drehimpulsen in einem abgeschlossenen System bleibt der Gesamtdrehimpuls sowohl dem Betrag als auch der Richtung nach unverändert.

b) Nein, Impuls und Drehimpuls sind völlig unterschiedliche physikalische Größen.

4) Führt man den Impulserhaltungssatz etwas weiter, kommt man zu dem sog. Schwerpunktsatz. Dieser "Satz" besagt, dass sich der Schwerpunkt eines Systems so verhält, als ob alle äußeren Kräfte im Schwerpunkt angreifen würden.

a) Nein

b) Ja

5) Darüber hinaus gibt es den sog. Energieerhaltungssatz in der Mechanik. Dieser besagt,

a) dass in einem abgeschlossenen System die Summe aus potentieller und kinetischer Energie zeitlich konstant bleibt.

b) es gibt keinen Energieerhaltungssatz in der Mechanik, dieser gehört zum Fachgebiet Elektrizitätslehre.

6) Betrachten wir den einfachsten Erhaltungssatz aus der Mechanik, der sog. Massenerhaltungssatz.

a) Der Massenerhaltungssatz besagt, dass die Gesamtmasse in einem abgeschlossenen System während allen physikalischen Prozessen zeitlich konstant bleibt.

b) Der Massenerhaltungssatz ist ein Erhaltungssatz der Chemie und besagt, dass sich bei chemischen Reaktionen die Masse nicht wesentlich ändert (sog. Massendefekt). Es ist unmöglich, dass in allen physikalischen Prozessen die Summe der Massen der beteiligten Körper erhalten bleibt, daher ist der Massenerhaltungssatz auch kein Satz in der Mechanik

7) Ein Körper rollt eine schiefe Ebene herunter, zu Beginn hat der Körper eine potentielle Energie (Höhenlage) von 100 J und eine kinetische Energie von 0 J. Welche kinetische Energie hat der Körper am Ende der schiefen Ebene (auf der Erdoberfläche)

a) E(kin) = 100 J

b) E(kin) = 0 J

Physik Test – Erhaltungssätze (in der Mechanik)

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