Physik M
22.5.2014

Name
Matrikelnr.


Problem 1

Vektor $\vec{r}_1$ hat eine Länge, $|\vec{r}_1|$ =  m und zeigt in die Richtung des Einheitsvektors,

 [m],

Vektor $\vec{r}_2$ ist,

 [m]

Wie lautet der Einheitsvektor, welcher von $\vec{r}_1$ zu $\vec{r}_2$ zeigt:

$\hat{r}_{1\rightarrow 2} = $ $\hat{x} + $ $\hat{y} + $ $\hat{z}$  


Problem 2

Eine Kugel der Masse $m=$  g wird mit einem Winkel $\theta=$ ° zur Horizontalen geworfen. Die Kugel besitzt an $t=0$ eine Anfangsgeschwindigkeit von $|\vec{v}_0|=$   m/s. Die Anfangsposition der Kugel zur Zeit $t=0$ ist $\vec{r}_0=0$. Wie hoch kommt die Kugel? Die Erdbeschleunigung ist 9.81 m/s². Vernachlässigen Sie die Reibung!

$y_{\text{max}}$ = [m] 


Problem 3

Sei das elektrostatische Potential in einem gewissen räumlichen Bereich

 [V],

wobei hier $x$, $y$ und $z$ in Metern gegeben seien. Welches elektrische Feld hat man in diesem Bereich?

$\vec{E}$ = $\hat{x}$ + $\hat{y}$ + $\hat{z} \; \left[ \text{V/m} \right]$


Problem 4

Ein langer, gerader Draht liegt entlang der $y$-Achse eines Koordinatensystems. Durch diesen Draht fließt ein elektrischer Strom  mA in die positive $y$-Richtung. Ein Elektron fliegt über den Draht. Das Elektron hat die Geschwindigkeit

als es an der Position

$\large \vec{r}= 0\hat{x}+0\hat{y}+0.01\hat{z}$ [m]

ist.

Wie groß ist die Lorentzkraft des magnetischen Feldes auf das Elektron?

$\vec{F}=$ $\hat{x} +$ $\hat{y} +$ $\hat{z}$ [N]


Problem 5

Eine Solitärwelle wird durch folgende Gleichung beschrieben:

Hier werden $x$ und $y$ in Metern und $t$ in Sekunden angegeben.

Wie groß ist die Geschwindigkeit der Solitärwelle?
(Die Geschwindigkeit kann negativ werden.)
$v=$ [m/s]
Welchen Maximalwert kann $\frac{\partial y}{\partial t}$ annehmen?$\frac{\partial y}{\partial t}=$ [m/s]
Welchen Maximalwert kann $\frac{\partial y}{\partial x}$ annehmen?$\frac{\partial y}{\partial x}=$

Problem 6

Ein Objekt wird $x_o$ cm links von eine Sammellinse der Brennweite  cm gestellt.

Auf einem Schirm  cm rechts von der Linse ist ein scharfes Bild zu beobachten.

Wie weit ist das Objekt von der Sammellinse entfernt? $x_o=$  cm

Wie groß ist die Vergrößerung des Bildes?   $m=$