Sonstiges
Die Kuh in der Wissenschaft
Vertraulichkeitsstufe: Top Secret
Konstante: m(Kuh) = 400 kg
Mechanik
Eine Kuh galoppiere beschleunigt (a = 3m/s^2) auf eine andere, stehende
aus bestimmter Entfernung zu (v0 = 0m/s). Bei dem auftretenden unelastischen
Stoß werden 90% der kinetischen Energie in Verformungsarbeit umgesetzt.
Berechnen Sie die Verformungsarbeit in Abhängigkeit vom Anlaufweg s
und stellen Sie den Zusammenhang graphisch dar.
Elektrizitätslehre
1.1.Die Kuh beiße in den elektrisch geladenen Weidezaun (U=40V).
Ein Strommeßgerät registriert durch die Kuh einen Strom von 0.5 mA.
Wie hoch ist der Ohmsche Widerstand des Tieres?
2.2.Dieselbe Kuh werde nun mit einer Spule (L= 0.5H) in Reihe
geschaltet und an eine Wechselspannung von 50Hz gelegt.
Berechnen Sie den Scheinwiderstand Z dieses RL-Gliedes und die
Phasenverschiebung j zwischen Strom und Spannung,
wobei der Widerstand der Spule vernachlässigbar ist.
Quantenmechanik
1.Die Kuh befinde sich auf einer Weide, die ringsum durch einen Zaun
abgegrenzt ist. Der Weidezaun sei ideal gebaut, so dass die Kuh ihn
(klassisch gesehen) nicht passieren kann. Begründen Sie, dass man die
Kuh trotzdem mit gewisser Warscheinlichkeit außerhalb der Weide
antrifft!
2.Unter Verletzung der Energiehaltung können nach der
Heisenbergschen Unschärferelation kurzfristig sogenannte virtuelle
Teilchen entstehen. Berechnen Sie die Lebensdauer einer virtuellen
Kuh.
3."Schrödingers Kuh" Ein Mensch sperrt eine Kuh in einen Atombunker,
aus dem keine Information nach außen dringt. Für den Beobachter
ist die Kuh dann quantentheoretisch sowohl tot als auch lebendig (nicht
"entweder...oder"!).
Erklären Sie den scheinbaren Widerspruch!
4.Berechnen Sie die De-Broglie-Wellenlänge einer Kuh, die mit v=10
m/s auf der Weide galoppiert. Bis zur welchen Größenordnungen
könnte man mit dieser Welle in der Mikroskopie Strukturen auflösen?
Wieso benutzt man in der Strukturforschung keine Kühe?
Kernphysik
Die Kuh frißt auf der Weide 8 Stunden lang pro Stunde 2kg radioaktiv
verseuchtes Gras mit einem K-40-Gehalt von 0.01%. Während dieser Zeit scheidet
die Kuh stündlich Fladen von 1kg aus (die K-40-Konzentration in den Fladen sei
näherungsweise ebenfalls 0.01%).
Berechnen Sie die Anzahl der K-40-Atome in der Kuh drei Wochen nach der
Beendigung des Fressens unter Verwendung geeigneter Näherungen (die Kuh stelle
während dieser Zeit auch das Abkoten ein).