Dynamik Aufgabe 1 < Physik < Naturwiss. < Vorhilfe
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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:05 Sa 18.10.2008 | | Autor: | Dinker |
Ich wäre froh wenn ihr mir behilflich sein könntet:
Aufgabe 1:
Ein Auto fährt 90 km/h auf einer horizontalen Strasse. 60m vor der Barriere erblickt er sie. Nach einer Sekunde Reaktionszeit beginnt er an zu bremsen (Vollbremsung). Die Gleitreibungszwahl beträgt 0.6
a) Zeichnen Sie alle auf den Wagen wirkenden Kräfte ein und die resultierende Kraft. (Im Moment des Bremsevorganges)
Siehe Anhang 1.....Muss ja nicht alle Kräfte einzeichnen, z. B. die Gewichtskraft? Die wirkt ja auf die Strasse nicht auf den Wagen. Auch habe ich gewisse Probleme wie man die Kräfte benennt
b) Berechnen Sie die Beschleunigung (Verzögerung)
Mein Ansatz: Zum einen wirkt die Gleitreibungskraft und zum anderen die Bremskraft
Gleitreibungskraft = m * g * μ
Bremskraft = ??????
Am Schluss würde ich folgende Gleichung aufschreiben:
m * a = m * g * μ + Bremskraft
Dies dann nach a auflösen
c) Mit welcher Geschwindigkeit rammt er die Barriere? Da ich ja b) nach lösen konnte, kann ich mit einer Verzögerung von -7 [mm] m/s^2 [/mm] weiter rechnen
Berechne zuerst wieviel vor der Barriere er wirklich zu bremsen beginnt:
60-(1s * 25m/s) ) = 35 m
Nehme mir folgende Formel zur Hilfe:
s = v0 * t + 1/2 [mm] a*t^2
[/mm]
Setze nun Zahlen ein 35 = 25 * t - 3.5 [mm] t^2
[/mm]
0 = - 3.5 [mm] t^2 [/mm] + 25 t - 35
ergibt t = 1.91s und 5.23s Wieso zwei mögliche Resultate?
rechne mit 1.91s weiter
Nehme folgende Formel zur Hilfe:
v = v0 + a*t
v = 25 + (-13.37)
v = 11.63 m/s
Wäre echt froh wenn ihr mir dabei helfen könntet
Besten Dank
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: emf) [nicht öffentlich]
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:55 Sa 18.10.2008 | | Autor: | MiMa90 |
Hallo,
a) Also ich würde die Gewichtskraft und die Bremskraft einzeichnen.
b) Das Auto macht ja eine Vollbremsung. Nun gehen wir mal davon aus das Auto hat kein ABS, so werden die Räder blöckieren und rutschen(gleiten) über den Asphalt. Dabei wird die kienetische Energie des Autos in Wärme- und Verformungsenergie zwischen Reifen und Asphalt umgewandelt.
Nun weißt du, das der Gleitreibungskoefizient 0,6 beträgt. Also kannste du die Bremskraft berechnen, da dies gleich der Gleitreibungskraft sein muss, da die Reifen ja über den Asphalt rutschen.
[mm] F_{b}=F_{gl}
[/mm]
[mm] m*a=m*g*f_{gl}
[/mm]
[mm] a=g*f_{gl}
[/mm]
a=5,886M/s²
Die Verzögerung beträgt 5,886M/s²!
c) Das Auto hat noch 35m Bremsweg.
Nun berechnen wir erstmal wie lange das Auto braucht um ohne Barriere stehen zu bleiben:
[mm] t_{}=\bruch{V}{a}
[/mm]
t=4,2s
[mm] s=\bruch{a}{2}*t²
[/mm]
s=51,91m
Also braucht das Auto normal noch 51,91 m zum stehen. Es hat aber nur noch 35 Meter zur verfügung.
//siehe Anhang
Darum stellen wir uns den Bresmvorgang einfach rückwerts vor. Bei 51,91m
steht das Auto mit 0M/s und beschleunigt mit a=5,886M/s²rückwerts. So hätte es dann an der Stelle, an der der Fahrer Anfängt zu bremsen (0m) weider die 25m/s erreicht. Da aber Zwischen drin die Wand ist, rechnen wir nun einfach von 51,91m zurück bis zur Wand und rechnen hoch wei schnell das Auot an der Stelle der Wand ist.
[mm] S_{1}= S_{Gesamter Bremsweg}-S_{Wand}
[/mm]
[mm] S_{1}=51,91m-35m
[/mm]
[mm] S_{1}=16,91m
[/mm]
Nun in die üblichen Formel einsetzten:
[mm] s=\bruch{a}{2}*t² [/mm] |nach t umformen
[mm] t=\wurzel{\bruch{2s}{a}}
[/mm]
V=a*t |das obig für t einsetzen
[mm] V=a*\wurzel{\bruch{2s}{a}}
[/mm]
[mm] V=5,886M/s²*\wurzel{\bruch{2*16,91m}{5,886M/s²}}
[/mm]
[mm] V=14,1\bruch{m}{s}
[/mm]
Das Auto fährt mit 14,M/s [50,76Km/H] gegen das Hindernis. AUA!
Dateianhänge:
Anhang Nr. 1 (Typ: JPG) [nicht öffentlich]
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 16:58 Sa 18.10.2008 | | Autor: | Dinker |
Kann mir jemand sagen, wo ich bei Teilaufgabe c) den Fehler begangen habe?
Besten Dank
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(Antwort) fertig | | Datum: | 17:02 Sa 18.10.2008 | | Autor: | MiMa90 |
Ich weiß gar nicht wei du bei c) auf die Formel:
s = v0 * t + 1/2 $ [mm] a\cdot{}t^2 [/mm] $
Kommst. Ich kenne diese nur von Scheifen Wurf , der damit überhaupt nichts zutun hat. Benutzte doch meinen Lösungsweg.
Hab jetzt auch die Skizze angehängt.
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(Frage) beantwortet | | Datum: | 10:51 Mo 20.10.2008 | | Autor: | Dinker |
Was wäre nun, wenn wir ABS hätten? Und weshalb beansprucht ein Auto mit ABS einen kürzeren Bremsweg?
Besten Dank
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(Antwort) fertig | | Datum: | 11:31 Mo 20.10.2008 | | Autor: | Loddar |
Hallo Dinker!
ABS führt i.d.R. zu keinem kürzeren Bremsweg (unter Umständen kann der Bremsweg sogar länger sein).
ABS verhindert lediglich (wie der Name schon sagt: ![[]](/images/popup.gif) Anti-Blockier-System) das Blockieren der Räder. Dadurch bleibt das Fahrzeug lenkbar und rutscht nicht unkontrolliert mit blockierten (= schlagartig gebremsten Rädern).
Gruß
Loddar
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