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(Frage) beantwortet  | | Datum: | 15:58 Do 22.03.2007 | | Autor: | Kiuko |
| Aufgabe | 1. Ein Auto fährt mit 20 m/s und wird in 5 s zum Stehen gebracht.
a.) Zeichnen Sie ein v(t)-Diagramm für [mm] -2s\le [/mm] t [mm] \le [/mm] 6s ; dabei soll t=0 der Zeitpunkt sein, an dem die Bremsung beginnt (1cm für 1 s bzw. 1 cm für 4m/s)
b.) Berechnen Suie die Bremsverzögerung a.
c.) Wie lang ist der Bremsweg des Fahrzeugs?
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2. Ein Wasserfall ist 180 m hoch. Wie lange braucht das Wasser zum Fallen? Mit welcher Geschwindigkeit (in m/s und Km/h) kommt es unten an?
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3. Eine 3100m lange Strecke wird mit der Anfangsgeschwindigkeit 6m/s begonnen. Berechnen Sie die Fahrzeit und die Endgeschwindigkeit, wenn für die Beschleunigung a = 0,5m/s² gilt.
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4. Ein Auto fährt mit 108 km/h und macht eine Vollbremsung (a=5m/s²). Berechnen sie den Bremsweg.
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5. Ein Motorrad (72 km/h) bremst 1,5s lang und fährt in dieser Zeit 25,5m. Berechnen Sie die Bremsverzögerung an a und die Endgeschwindigkeit. |
... Ich weiß, es ist ein wenig viel, aber unser Physiklehrer ist so chaotisch. Wir rechneten das alles ansatzweiße aus, ehe er am nächsten Tag kam und meinte "Wir haben einen Fehler gemacht" und wollte alles berichtigen, was uns alle nur noch mehr verwirrt hat..
Ich kapiere Physik sowieso nicht und will es aber können...
Nur.. wo setze ich da wie an? :-(
Hat jemand Lust und Zeit und kann mir da ein wenig Klarheit in die Sache bringen? Das wäre super...
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(Antwort) fertig  | | Datum: | 16:15 Do 22.03.2007 | | Autor: | Kroni |
Hi,
es handelt sich hier um Bewegungsprobleme.
Die Ursache für eine Bewegung ist eine Kraft, die z.B. auf eine Masse wirkt.
Nun gut, in eurem Fall könnt ihr nur Bewegungen berechnen, die mit einer konstanten Kraft geschehen.
D.h. lässt du ein Stein herunterfallen, so wirkt auf diesen Stein immer die Graviationskraft mit der Erdbeschleunigung g.
Betrachtest du ein Auto, so wird dieses entweder durch eine positiv, gleichbleibende Kraft beschleunigt, oder durch eine negative Kraft abgebremst.
Diese Form von Bewegung nennt man dann gleichmäßig beschleunigte Bewegung.
Um dann solche Bewegungsaufgabe zu lösen, gucke man sich dann die Kräfte an, die wirken (mal ganz nebenbei: Die Ergebnisse sind unabhängig von der Masse, so fällt zb eine Feder genau so schnell wie ein Stück Blei (wenn man vom Vakuum redet).
Ihr kennt doch bestimmt folgende Formeln:
a(t)=konstant (Die Beschleunigung ist konstant)
Wenn dies gilt, dann gilt weiterhin:
v(t)=a*t+v0 (wobei v0 die Startgeschwindigkeit ist)
[mm] s(t)=0,5at^2 [/mm] +v0*t + s0 (v0 ist die Startgeschwindigkeit, s0 ist der Startpunkt (gut ist ja eg. kein Punkt, aber egal).
Nun versuche ich die Sache einmal an der ersten Aufgabe deutlich zu machen:
1. Ein Auto fährt mit 20 m/s und wird in 5 s zum Stehen gebracht.
Hierraus entnehmen wir, dass v0=20 m/s ist.
a.) Zeichnen Sie ein v(t)-Diagramm für $ [mm] -2s\le [/mm] $ t $ [mm] \le [/mm] $ 6s ; dabei soll t=0 der Zeitpunkt sein, an dem die Bremsung beginnt (1cm für 1 s bzw. 1 cm für 4m/s)
Hier musst du dir doch folgendes überlegen:
t=0s : Zeitpunkt, an dem die Bremsung beginnt.
t<0s: Das Auto fährt mit konstanter Geschwindigkeit von v0 durch die Landschaft.
t=5s: Das Auto hat nun die Geschwindigkeit von 0 m/s, da ja jetzt das Fahrzeug genau abgebremst sein soll.
Der Graph sieht dann linear aus, da gilt: v(t)=a*t+v0 .
Den Rest wirst du denke ich selbst schaffen.
b.) Berechnen Suie die Bremsverzögerung a.
Welche Punkte habe ich?
Genau, v(0)=20 m/s
Dann weiß ich noch:
v(t=5s)=0 <=> a*5s + 20m/s = 0 m/s
Aus dieser Information kannst du a berechnen.
a ist negativ, das kommt daher, wiel wir es ja hier mit einer Bremsbeschleunigung zu tun haben, d.h. a muss auch neagtiv sein.
c.) Wie lang ist der Bremsweg des Fahrzeugs?
Nun hast du a errechnet.
Da hier nach einer Strecke gefragt wird, verwenden wir die Formel
[mm] s(t)=0,5at^2 [/mm] + v0*t + s0
s0 definieren wir als 0.
v0 kennen wir mit 20 m/s.
a kennen wir.
Wir wissen, dass das Fahrzeug nach t=5s steht, also berechnen wir einfach mal s(t=5s) und wissen, welche Strecke das Fahrzeug bis dahin zurückgelegt hat.
Wenn du diese Aufgabe verstanden hast, dann sollten die restlichen auch kein Problem mehr sein, weil diese im Prinzip genauso zu behandeln sind, wie diese obige.
Sláin,
Kroni
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